JP4219701B2

JP4219701B2 - フロント・アンダーラン・プロテクタ

Info

Publication number: JP4219701B2
Application number: JP2003029775A
Authority: JP
Inventors: 裕福嶋
Original assignee: Press Kogyo Co Ltd
Current assignee: Press Kogyo Co Ltd
Priority date: 2003-02-06
Filing date: 2003-02-06
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2023-02-06
Also published as: JP2004237877A

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、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）。
【０００３】
図９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ＦＵＰ本体２を有する。ＦＵＰ本体２は、図１０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ＦＵＰ本体２は、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】
本発明者が開発中のフロント・アンダーラン・プロテクタ１は、図１１及び図１２に示すように、ＦＵＰ本体２に断面コ字状のブラケット４を挟むようにして溶接し、そのブラケット４の背面部に上方から見てＬ字形に曲げられたサポート５をボルトナット６等で固定し、そのサポート５を図９に示す車体フレーム６に取り付けて構成される。
【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９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、図１３に示すように、ＦＵＰ本体２が車両の後方に撓み、車幅方向内側への分力ｆ１が発生する。特に、車両レイアウト上の制約によりＦＵＰ本体２の端部に屈曲部３が成形されていると、上記分力ｆ１はＦＵＰ本体２が撓む前から発生する。そのため、ＦＵＰ本体２とブラケット４との取付部７においては、車両後方への力ｆ２の他、車幅方向内側への力ｆ１と、取付部７を略中心とした回転（曲げモーメントＭ）とが働くことになる。
【０００８】
ここで、取付部７が剛体であれば、ＦＵＰ本体２は、図１４(b)に示すように、片持梁にモデル化できる。しかし、上記ＦＵＰ本体２は、荷重Ｆをブラケット４とサポート５との１箇所の取付部７で受けるため、その取付部７に応力が集中し、図１５に示すようにサポート５に折れが生じたり、図１６に示すようにブラケット４に凹みが生じ易い。よって、取付部７を剛体とみなすことはできず、ＦＵＰ本体２は、図１４(a)に示すように、回転可能な支点で支持された支持梁にモデル化される。
【０００９】
この図１４(a)に示す支持梁タイプは、図１４(b)に示す片持梁タイプと比べると、同じ荷重Ｆを受けた場合であっても、支持部分が回転するため、ＦＵＰ本体２の端部２ａの後方への移動量が大きくなり、耐荷重性能が低下する。また、ＦＵＰ本体２の撓みによって荷重Ｆの入力点が後方へ変位すると、その変位の増大に伴って分力ｆ１が更に増大するという悪循環が生じ、フロント・アンダーラン・プロテクタ１としての耐荷重性能が著しく低下してしまう。このため、ＦＵＰ本体２が有する断面性能を効率よく発揮することができなかった。
【００１０】
この対策として、ブラケット４やサポート５の板厚を厚くすることが考えられるが、重量アップやコストアップを招く。
【００１１】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、ブラケットやサポートの板厚を厚くせずに、耐荷重性能を向上させ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。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第１の発明は、車両の前部に配置され車幅方向に延出されたＦＵＰ本体と、該ＦＵＰ本体に装着され略車幅方向に沿って成形された第１受圧面部を有する第１ブラケットと、上記ＦＵＰ本体に装着され上記第１受圧面部に対して上方から見て所定角度傾斜して成形された第２受圧面部を有する第２ブラケットと、上記第１受圧面部に装着される第１装着面部と上記第２受圧面部に装着される第２装着面部とを有し車体フレームに取り付けられるサポートとを備え、上記第１ブラケットは、断面コ字状に成形され、その上下のフランジ部がＦＵＰ本体の上面部と下面部とに夫々溶接され、第１受圧面部がＦＵＰ本体の背面部から離間されたものである。
【００１３】
上記第２受圧面部は、上記第１受圧面部に対して略９０度傾斜されることが好ましい。
【００１４】
上記サポートは、第１装着面部と第２装着面部との間に掛け渡された補強部材を有することが好ましい。
【００１５】
上記ＦＵＰ本体は、中空の矩形断面材を上下に複数重ねて溶接してなるものであることが好ましい。
【００１６】
上記矩形断面材同士の間に、上記第２ブラケットを挟んで取り付けることが好ましい。
【００１７】
また、第２の発明は、車両の前部に配置され車幅方向に延出されたＦＵＰ本体と、該ＦＵＰ本体に装着され略車幅方向に沿って成形された受圧面部を有するブラケットと、上記受圧面部に装着される装着面部を有し車体フレームに取り付けられるサポートとを備えたフロント・アンダーラン・プロテクタであって、上記サポートに、上記装着面部に対して上方から見て略直角に成形された支持面部を設け、該支持面部と上記装着面部との間に、補強部材を掛け渡して設けたものである。
【００１９】
上記ＦＵＰ本体は、中空の矩形断面材を上下に複数重ねて溶接してなるものであることが好ましい。
【００２０】
【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。
【００２１】
図１に示すように、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９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ＦＵＰ本体２を有する。
【００２２】
ＦＵＰ本体２は、略長方形状の閉断面形状に成形されており、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（図９参照）。かかるＦＵＰ本体２は、第１ブラケット８、第２ブラケット９及びサポート１０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。
【００２３】
詳しくは、ＦＵＰ本体２は、図１及び図２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、上面部２ａと背面部２ｂと下面部２ｃと正面部２ｄとを有する。第１ブラケット８は、断面コ字状に成形され、中央のウェブ部８ａ（以下第１受圧面部８ａという）とその上下のフランジ部８ｂ、８ｃとを有する。第１ブラケット８は、ＦＵＰ本体２にその背面部２ｂ側から装着され、上下のフランジ部８ｂ、８ｃがＦＵＰ本体２の上面部２ａと下面部２ｃとに夫々溶接され、第１受圧面部８ａが背面部２ｂから離間されている。この状態で、第１受圧面部８ａは、背面部２ｂと略平行に且つ略車幅方向に沿って配置される。
【００２４】
第２ブラケット９は、矩形板状のウェブ部９ａ（以下第２受圧面部９ａという）と、その上下に９０度の角度で一体成形された略扇板状のフランジ部９ｂ、９ｃとを有する。第２ブラケット９は、ＦＵＰ本体２にその背面部２ｂ側から装着され、上下のフランジ部９ｂ、９ｃがＦＵＰ本体２の上面部２ａと下面部２ｃとに夫々溶接され、第２受圧面部９ａが第１受圧面部８ａに対して所定角度（本実施形態では９０度）傾斜されてる。また、この状態で、第２受圧面部９ａの縁部は、背面部２ｂから離間されている。
【００２５】
サポート１０は、図１及び図２に示すように、上方から見て断面Ｌ字形に成形されており、第１受圧面部８ａに装着される第１装着面部１０ａを有すると共に、第２受圧面部９ａに装着される第２装着面部１０ｂを有する。第１装着面部１０ａと第２装着面部１０ｂとの角度は、本実施形態では９０度となる。第１装着面部１０ａと第２装着面部１０ｂとは、夫々第１受圧面部８ａと第２受圧面部９ａとに、ボルトナット１１等を介して固定される。
【００２６】
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。
【００２７】
上記フロント・アンダーラン・プロテクタ１に対し、車両衝突時の模擬の一形態として、ＦＵＰ本体２の所定の箇所（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（図９参照）。なお、この荷重条件は欧州等の基準に則ったものである。
【００２８】
すると、図１３に示すように、ＦＵＰ本体２が車両の後方に撓み、車幅方向内側への分力ｆ１が発生する。特に、本実施形態のように、車両レイアウト上の制約によりＦＵＰ本体２の端部に屈曲部３が成形されていると、上記分力ｆ１はＦＵＰ本体２が撓む前から発生する。そのため、ＦＵＰ本体２と第１及び第２ブラケット８、９との取付部７（図２参照）においては、車両後方への力ｆ２の他、車幅方向内側への力ｆ１と、取付部７を略中心とした回転（曲げモーメントＭ）とが働くことになる。
【００２９】
ここで、本実施形態にあっては、上記取付部７は、図１及び図２に示すように、略車幅方向に沿って成形された第１受圧面部８ａ（第１装着面部１０ａ）と、略車長方向に沿って成形された第２受圧面部９ａ（第２装着面部１０ｂ）とから構成されているため、上記荷重Ｆを互いに略直角に配置された２箇所で分散して受けることができる。よって、一箇所当たりの分担荷重が小さくなって、各荷重支持箇所が変形し難くなる。すなわち、サポート１０に折れが生じたり（図１５のサポート５参照）、ブラケット８、９に凹みが生じること（図１６のブラケット４参照）を抑制できる。
【００３０】
そして、第１受圧面部８ａ（第１装着面部１０ａ）が略車幅方向に沿って成形され、第２受圧面部９ａ（第２装着面部１０ｂ）が略車長方向に成形されているため、ＦＵＰ本体２に発生する縦方向の力（車両後方への力ｆ２）を第１受圧面部８ａ（第１装着面部１０ａ）で受け、横方向の力（車幅方向内側への力ｆ１）を第２受圧面部９ａ（第２装着面部１０ｂ）で受け、取付部７を略中心として回転する力（曲げモーメントＭ）を第１受圧面部８ａ（第１装着面部１０ａ）と第２受圧面部９ａ（第２装着面部１０ｂ）とで効率良く抑えることができる。
【００３１】
このように、本実施形態においては、荷重Ｆを第１受圧面部８ａと第２受圧面部９ａとの２箇所で分散支持すると共に、荷重Ｆの縦方向の分力ｆ２と横方向の分力ｆ１とをそれぞれ第１受圧面部８ａと第２受圧面部９ａとで分担支持し、更に荷重Ｆによって発生する回転力（曲げモーメントＭ）を直角配置された第１受圧面部８ａと第２受圧面部９ａとで抑えているため、ブラケット８、９やサポート１０の板厚を厚くすることなく取付部７の剛性を高めることができ、ＦＵＰ本体２を図１４(b)に示すように片持梁にモデル化できる。
【００３２】
よって、図１１乃至図１３を用いて既述したタイプ、即ち図１４(a)の回転可能な支点で支持された支持梁にモデル化されるタイプと比べると、本実施形態は、同じ荷重Ｆを受けた場合であっても、支持部分（取付部７）が回転しないため、ＦＵＰ本体２の端部２ａの後方への移動量が小さくなり、耐荷重性能が向上する。よって、ＦＵＰ本体２が有する断面性能を片持梁として効率よく発揮することができる。従って、既述したようにブラケット８、９やサポート１０の板厚を厚くすることは不要であり、軽量化・低コスト化を推進できる。
【００３３】
また、本実施形態においては、第１ブラケット８と第２ブラケット９との各フランジ部８ｂ、８ｃ、９ｂ、９ｃがＦＵＰ本体２の上面部２ａと下面部２ｃとに重ねて溶接されているため、荷重Ｆに対する第１ブラケット８と第２ブラケット９との支持反力が、ＦＵＰ本体２の上面部２ａと下面部２ｃとの板厚の面内に沿ってそれらを座屈させる方向に伝達される。よって、ＦＵＰ本体２の屈曲性能が向上する。
【００３４】
すなわち、仮に、第１ブラケット８と第２ブラケット９とをＦＵＰ本体２の背面部２ｂに装着したとすると、荷重Ｆに対して背面部２ｂの板を折り曲げる方向に支持反力が生じることになるため、その装着部を起点としてＦＵＰ本体２に曲がり（折れ）が生じ易くなるが、本実施形態によれば、上面部２ａと下面部２ｃとの板厚の面内にてそれらの板を座屈させる方向で支持することになるため、板材を変形させる際の耐座屈応力は耐曲げ応力より大きいという事実を鑑みれば、ＦＵＰ本体２が曲がり（折れ）難くなる。
【００３５】
別の実施形態を図３に示す。
【００３６】
図示するように、この実施形態は、図１に示す前実施系形態の第１ブラケット８と第２ブラケット９とを一体成形した点のみが前実施形態と異なっており、その他は同様の構成となっているため、前実施形態と同様の作用・効果を奏する。なお、第１ブラケット８と第２ブラケット９との一体成形品は、所定形状に打ち抜かれた素材板をプレス成形することで製造される。
【００３７】
別の実施形態を図４に示す。
【００３８】
図示するように、この実施形態は、ＦＵＰ本体２が中空の矩形断面材２ｘを上下に複数（図例では２個）重ねて溶接（線溶接、点溶接等）してなり、矩形断面材２ｘ、２ｘ同士の間に板状の第２ブラケット９を挟んで取り付けた点のみが図１に示す実施形態と異なっている。本実施形態によれば、ＦＵＰ本体２を構成する各矩形断面材２ｘの断面積が小さくなるので、荷重Ｆ方向の断面係数が増加し、板厚を厚くすることなく剛性が向上する。
【００３９】
また、上下に重ねられた各矩形断面材２ｘの接触面２ｙ同士が荷重方Ｆ向に平行に配置された補強材となるため、剛性が向上する。また、各矩形断面材２ｘを上下に重ねることにより、ＦＵＰ本体２として必要な垂直面の高さ寸法を確保しつつ、各矩形断面材２ｘの板厚比垂直面の高さ寸法を小さくできるため、板厚を薄くしても必要な剛性を確保でき、軽量化・低コスト化に繋がる。また、板厚比垂直面の高さ寸法を小さくできるため、屈曲部３を成形するために曲げる際に、曲げの内側面に皺や波などが生じ難くなる。
【００４０】
また、第２ブラケット９が上下に重ねられた各矩形断面材２ｘ、２ｘの接触面２ｙ、２ｙに挟まれて溶接されているので、荷重Ｆにより第２ブラケット９に加わる力が、各矩形断面材２ｘの接触面２ｙにて面内に沿って伝達される。よって、ＦＵＰ本体２の耐屈曲性能が向上する。
【００４１】
なお、同様の理由により、第１ブラケット８も上下に重ねた各矩形断面材２ｘ、２ｘの接触面２ｙ、２ｙに挟んで溶接してもよい。また、第１ブラケット８と第２ブラケット９とのいずれか一方を各矩形断面材２ｘの接触面２ｙに挟んで溶接し、他方を２個の矩形断面材２ｘからなるＦＵＰ本体２の上下面部２ａ、２ｃを挟んで溶接してもよい。また、第２ブラケット９を第１ブラケット８と同様に断面コ字形にしてＦＵＰ本体２に装着してもよい。いずれの場合であっても、荷重Ｆに対する支持力を各矩形断面材２ｘの面に沿って受けることができる。
【００４２】
別の実施形態を図５に示す。
【００４３】
図示するように、この実施形態は、図１に示す実施形態のＦＵＰ本体２と同様のＦＵＰ本体２と、図１に示す実施形態の第１ブラケット８と同様のブラケット８とを有する。すなわち、ＦＵＰ本体２は、上面部２ａと背面部２ｂと下面部２ｃと正面部２ｄとから、略長方形状の閉断面形状に成形されており、ブラケット８は、中央のウェブ部（以下受圧面部８ａという）とその上下のフランジ部８ｂ、８ｃとから、断面コ字状に成形されている。
【００４４】
また、本実施形態は、一端がブラケット８に取り付けられ、他端が車体フレーム６に取り付けられるサポート１０を有する。サポート１０は、ブラケット８の受圧面部８ａに装着される装着面部１０ａと、その装着面部１０ａに対して上方から見て略直角に傾斜して成形されて車体フレーム６に装着される支持面部１０ｃとを有する。そして、支持面部１０ｃと上記装着面部１０ａとの間には、補強部材１２（ガセット）が掛け渡して設けられている。補強部材１２は、板材に限らず、ボックス材であってもよい。
【００４５】
この構成によれば、図１３に示すように、ＦＵＰ本体２の所定の箇所（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と、サポート５を折り曲げようとする回転力（曲げモーメントＭ）を上記補強部材１２がその面内の座屈応力として受けるため、曲げモーメントＭに対する剛性が向上する。よって、ブラケット８やサポート１０の板厚を厚くすることなく取付部７の剛性を高めることができ、ＦＵＰ本体２を図１４(b)に示すように片持梁にモデル化できる。従って、図１に示す実施形態と同様の作用・効果を奏する。
【００４６】
別の実施形態を図６に示す。
【００４７】
図示するように、この実施形態は、図１に示す実施形態のサポート１０に、図５に示す実施形態の補強部材１２を追加して設けたものである。
【００４８】
この実施形態によれば、荷重Ｆを第１ブラケット８と第２ブラケット９との２箇所で分散支持すると共に、荷重Ｆの縦方向の分力ｆ２と横方向の分力ｆ１とをそれぞれ第１ブラケット８と第２ブラケット９とで分担支持し、更に荷重Ｆによって発生する回転力（曲げモーメントＭ）を直角配置された第１ブラケット８と第２ブラケット９とで抑え、加えてサポート１０を折り曲げようとする回転力（曲げモーメントＭ）を補強部材１２の面内の座屈応力として受けることができる。
【００４９】
このため、ブラケット８、９やサポート１０の板厚を厚くすることなく取付部７の剛性を高めることができ、ＦＵＰ本体２を図１４(b)に示すように片持梁にモデル化できる。従って、図１に示す実施形態の作用・効果と、図５に示す実施形態の作用・効果とを合わせて発揮できる。
【００５０】
別の実施形態を図７に示す。
【００５１】
図示するように、この実施形態は、図６に示す前実施形態の第１ブラケット８と第２ブラケット９とを一体成形したものである。よって、図６に示す前実施形態と同様の作用・効果を奏する。
【００５２】
別の実施形態を図８に示す。
【００５３】
図示するように、この実施形態は、図４に示す実施形態のサポート１０に、図５に示す実施形態の補強部材１２を追加して設けたものである。補強部材１２は、ボルトの挿通孔と干渉しないように、上下二段に装着されている。この実施形態によれば、図４に示す実施形態の作用・効果と、図５に示す実施形態の作用・効果とを合わせて発揮できる。
【００５４】
【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、耐荷重性能を、軽量・低コストで構造的に向上させることができるという優れた効果を発揮できる。
【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・プロテクタの要部を示す斜視図である。
【図２】図１の平断面図である。
【図３】別の実施形態を示す要部斜視図である。
【図４】別の実施形態を示す要部斜視図である。
【図５】別の実施形態を示す要部斜視図である。
【図６】別の実施形態を示す要部斜視図である。
【図７】別の実施形態を示す要部斜視図である
【図８】別の実施形態を示す要部斜視図である
【図９】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１０】ＦＵＰ本体の断面図（図９のＸ−Ｘ線断面図）である。
【図１１】従来例に係るフロント・アンダーラン・プロテクタの要部を示す斜視図である。
【図１２】図１１の平断面図である。
【図１３】フロント・アンダーラン・プロテクタが荷重Ｆを受けた際の変形の様子を示す平面図である。
【図１４】図１４(a)はＦＵＰ本体を回転可能な支点で支持された支持梁にモデル化したときの模式図であり、図１４(b)はＦＵＰ本体を片持梁にモデル化したときの模式図である。
【図１５】荷重Ｆによるサポートの折れの様子を示す平面図である。
【図１６】荷重Ｆによるブラケットの凹みの様子を示す平面図である。
【符号の説明】
１フロント・アンダーラン・プロテクタ
２ＦＵＰ本体
２ａ上面部
２ｂ背面部
２ｃ下面部
２ｄ正面部
２ｘ矩形断面材
８第１ブラケット
８ａウェブ部（第１受圧面部）
８ｂフランジ部
８ｃフランジ部
９第２ブラケット
９ａウェブ部（第２受圧面部）
９ｂフランジ部
９ｃフランジ部
１０サポート
１０ａ第１装着面部
１０ｂ第２装着面部
１０ｃ支持面部
１２補強部材

Claims

車両の前部に配置され車幅方向に延出されたＦＵＰ本体と、該ＦＵＰ本体に装着され略車幅方向に沿って成形された第１受圧面部を有する第１ブラケットと、上記ＦＵＰ本体に装着され上記第１受圧面部に対して上方から見て所定角度傾斜して成形された第２受圧面部を有する第２ブラケットと、上記第１受圧面部に装着される第１装着面部と上記第２受圧面部に装着される第２装着面部とを有し車体フレームに取り付けられるサポートとを備え、上記第１ブラケットは、断面コ字状に成形され、その上下のフランジ部がＦＵＰ本体の上面部と下面部とに夫々溶接され、第１受圧面部がＦＵＰ本体の背面部から離間されていることを特徴とするフロント・アンダーラン・プロテクタ。
上記第２受圧面部は、上記第１受圧面部に対して略９０度傾斜された請求項１記載のフロント・アンダーラン・プロテクタ。
上記サポートは、第１装着面部と第２装着面部との間に掛け渡された補強部材を有する請求項１又は２記載のフロント・アンダーラン・プロテクタ。
上記ＦＵＰ本体は、中空の矩形断面材を上下に複数重ねて溶接してなる請求項１乃至３のいずれかに記載のフロント・アンダーラン・プロテクタ。
上記矩形断面材同士の間に、上記第２ブラケットを挟んで取り付けた請求項４記載のフロント・アンダーラン・プロテクタ。
車両の前部に配置され車幅方向に延出されたＦＵＰ本体と、該ＦＵＰ本体に装着され略車幅方向に沿って成形された受圧面部を有するブラケットと、上記受圧面部に装着される装着面部を有し車体フレームに取り付けられるサポートとを備えたフロント・アンダーラン・プロテクタであって、上記サポートに、上記装着面部に対して上方から見て略直角に成形された支持面部を設け、該支持面部と上記装着面部との間に、補強部材を掛け渡して設け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ＦＵＰ本体は、中空の矩形断面材を上下に複数重ねて溶接してなることを特徴とする請求項６記載のフロント・アンダーラン・プロテクタ。