JP4222911B2 - フロント・アンダーラン・プロテクタ - Google Patents

Description

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。

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。

図１３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、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、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。

この種のフロント・アンダーラン・プロテクタ１として、ＦＵＰ本体２を車幅方向にセンター部とその両端に装着されるサイド部とに三分割し、それらを入れ子式に接続したものが知られている（特許文献１参照）。この技術によれば、入れ子部分のラップ代を調節することで車幅の異なるバリエーションの展開が容易となり、且つ、入れ子部分の剛性が向上することになる。

特開平９−２６３１９８号公報

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１３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。

ここで、従来のＦＵＰ本体２は、上記入れ子部分の剛性は向上するものの、センター部の中央の剛性を積極的に向上させる工夫がされていないため、図５に示すように、上記荷重Ｆが加えられるとサポート５の取付部や屈曲部３等にて折れが発生しない場合にセンター部がその中央で屈曲してしまい、この結果、サイド部の端部が大きく後方に下がり、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。詳しくは、このときＦＵＰ本体２の曲げモーメントＭ１の中心は、センター部の中央近傍となるため、荷重Ｆに対するモーメントの腕の長さが長くなり、発生する曲げモーメントが大きくなってサイド部の端部が大きく後方に下がってしまうのである。

この対策として、本発明者は、図４に示すように、ＦＵＰ本体２のセンター部の剛性を向上させ、荷重Ｆが加わったときセンター部がその中央で屈曲しないようにすればよいことを見出した。こうすれば、サポート５の支持部分近傍を中心とした曲げモーメントが発生することになり、荷重Ｆに対する腕の長さが短くなるので発生する曲げモーメントＭ２が小さくなってサイド部の端部の後退量が少なくなり、耐荷重性能が向上する。

以上の事情を考慮して創案された本発明は、ＦＵＰ本体のセンター部の剛性アップを図ることで、耐荷重性能を効果的に向上させたフロント・アンダーラン・プロテクタを提供することにある。

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ＦＵＰ本体と、該ＦＵＰ本体を支持すべく車体フレームに車幅方向に間隔を隔てて取り付けられるサポートとを有するフロント・アンダーラン・プロテクタであって、上記ＦＵＰ本体は、上記サポートよりも車幅方向外側に延出されたセンター部と、該センター部の両端にそれぞれ装着され後方に屈曲されたサイド部とを有し、上記センター部の曲げ剛性がサイド部の曲げ剛性よりも高く設定され、上記サイド部は、プレス成形パネルを最中状に組み立ててなり、該プレス成形パネルを車幅方向内側に延出し、そのパネルに直接上記サポートを取り付けたものである。

上記センター部は、車幅方向に延出された管体を複数上下に重ねてなるものでもよい。上記サイド部は、車両進行方向の前側のプレス成形パネルと後側のプレス成形パネルとを最中状に組み立ててなり、上記センター部の両端部の外面に被嵌されたてもよい。上記サイド部を構成する後側のプレス成形パネルに、上記サポートを取り付けるためのボルト挿通穴を形成すると共に、該ボルト挿通穴の位置に合わせて当該プレス成形パネルの車両進行方向の前側の面にナットを溶接し、上記センター部に、上記ナットが挿入される収容穴を形成したてもよい。上記センター部のサイド部が被嵌される部分に、サイド部の屈曲形状に合わせて形成されたカーブ部を設けてもよい。

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、ＦＵＰ本体のセンター部の曲げ剛性が高められることで、センター部の中央での屈曲が抑えられるため、耐荷重性能を効果的に向上させることができる。

本発明の好適実施形態を添付図面に基いて説明する。

図１に示すフロント・アンダーラン・プロテクタ１は、車幅方向に延出されたＦＵＰ本体２と、ＦＵＰ本体２を支持すべく車体フレーム６に車幅方向に間隔を隔てて取り付けられたサポート５と、サポート５とＦＵＰ本体２との間に介設された取付ブラケット４とを有する。

取付ブラケット４は、上面部４ａと側面部４ｂと下面部４ｃとから、断面コ字状に形成されており、上面部４ａと下面部４ｃとの間にＦＵＰ本体２を挟み込む。挟み込まれたＦＵＰ本体２と取付ブラケット４とは、溶接によって固定される。取付ブラケット４の側面部４ｂとＦＵＰ本体２の側面とは、所定の間隔が隔てられており、その間にナットが配置される。

サポート５は、取付ブラケット４の側面部４ｂにボルトナット等の締結具で固定される取付部５ａと、車体フレーム６のサイドメンバ６ａにボルトナット等の締結具で固定される支持部５ｂとを有する。サポート５は、図例では車幅方向に間隔を隔てて二個設けたが、三個以上設けてもよい。また、図例では打抜板を略９０°曲げて構成されているが、筒体等で立体的に構成してもよい。

ＦＵＰ本体２は、両端のサポート４、４よりも車幅方向外側に延出されたセンター部２ａと、センター部２ａの両端にそれぞれ被嵌され後方に屈曲されたサイド部２ｂとを有し、センター部２ａの曲げ剛性がサイド部２ｂのそれよりも高く設定されている。上記取付ブラケット４は、その上下面部４ａ、４ｂの間にセンター部２ａの上下面を挟み込み、溶接されてセンター部２ａに取り付けられる。

センター部２ａは、図２にも示すように、矩形断面の中空角柱（管体７）を二本上下に重ね、溶接によって一体化したものであり、図例では直線状に形成されているが、上方から見て後方に湾曲していてもよい。また、センター部２ａは、管体７を三本以上上下に重ねて構成してもよい。また、管体７内の車幅方向中央に、内部を上下に仕切る隔壁を挿入固定し、更に剛性向上を図ってもよい。

また、センター部２ａは、管体７を上下に複数重ねるのではなく、板厚や材質や断面係数（断面形状）等を工夫することで、サイド部２ｂよりも曲げ剛性を高めてもよい。例えば、センター部２ａの板厚をサイド部２ｂの板厚よりも厚くする、センター部２ａの材質をサイド部２ｂの材質よりも高強度にする、センター部２ａの断面係数をサイド部２ｂの断面係数よりも大きくする等が考えられる。

サイド部２ｂは、図１及び図３に示すように、プレス成形された前側パネル８と後側パネル９とを、センター部２ａの両端を前後から挟むように最中状に組み立て、溶接して構成される。前側パネル８及び後側パネル９の端部は、図例では、隙間ｃが設定されているが、当接させてもよく、ラップさせてもよい。この場合、当接部やラップ部に溶接が施され、サイド部２ｂが筒体状となる。

上記取付ブラケット４は、サイド部２ｂよりも車幅方向内側に配置され、センター部２ａの外周面に溶接固定される。但し、取付ブラケット４は、センター部２ａの両端開口部よりも車幅方向内側であれば、サイド部２ｂの外周面に溶接固定されてもよい。要は、車両衝突時にＦＰＵ本体２に加わる荷重をセンター部２ａを介して車体フレーム６に伝達する位置に装着されていればよい。

上記フロント・アンダーラン・プロテクタ１は、センター部２ａを管体７（鋼管：規格品）を二本上下に重ねて正面からの荷重に対する曲げ剛性を高めたので、図４に示すように、荷重Ｆが加わったときセンター部２ａがその中央で屈曲し難くなり、サイド部２ｂの剛性が低くてもその端部の後退量が減って耐荷重性能が向上する。

すなわち、ＦＵＰ本体２のセンター部２ａの剛性が十分でないと、図５に示すように荷重Ｆが加わったとき、サポート５の取付部やサイド部２ｂにて折れが発生しない場合にセンター部２ａがその中央で屈曲してしまい、この結果、サイド部２ｂの端部が大きく後方に下がり、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。

既述のように、このときＦＵＰ本体２の曲げモーメントＭ１の中心は、センター部２ａの中央近傍となるため、荷重Ｆに対するモーメントＭ１の腕の長さが長くなり、発生する曲げモーメントＭ１が大きくなってサイド部２ｂの端部が大きく後方に下がってしまうのである。

これに対し、ＦＵＰ本体２のセンター部２ａの剛性が高められ、荷重Ｆが加わってもその中央で屈曲し難くなっていれば、図４に示すように、サポート５の支持部分近傍を中心とした曲げモーメントＭ２が発生する。よって、荷重Ｆに対する腕の長さが短くなって発生する曲げモーメントＭ２が小さくなり、サイド部２ｂの端部の後退量が少なくなって、耐荷重性能が向上する。

また、サイド部２ｂがプレス成形された前側パネル８と後側パネル９とからなっているので、例えば高張力鋼（ハイテン鋼）を用いた場合であっても、鋼管曲げでは困難な曲げ形状をプレス成形によって比較的容易に得ることができる。また、サイド部２ｂの端部の開口をアール形状（カール形状）とする場合、プレス成形によれば容易である。また、サイド部２ｂの形状を上下方向中央線に対し対称とすれば、左右を同品とでき、プレス型を共用でき、製造コストを低減できる。

ところで、フロント・アンダーラン・プロテクタ１を装着するトラック、バス等は、多品種少量生産なので、バリエーション違いに対して低コストで対応できることが望まれる。ここで、図６に示すように、サイド部２ｂを共用しつつ、センター部２ａの長さを異ならせることで、車幅違いに対応できる。また、図７に示すように、センター部２ａを共用しつつ、サイド部２ｂの形状を異ならせることで、車幅方向側部の形状違いに対応できる。

また、車重の違いによる要求強度の変更は、図８及び図９に示すように、全体強度の殆どを支配するセンター部２ａの板厚を変更すればよい。センター部２ａの板厚を厚くすることで（ｔ２＞ｔ１）、フロント・アンダーラン・プロテクタ１の全体の耐荷重性能を向上できる。この場合、管体７（鋼管）は、規格によれば、板厚ｔを変更しても管外径は変わらないことから、サイド部２ｂの寸法変更なしに即ちサイド部２ｂを共用しつつ対応が可能となる。

また、サイド部２ｂが強度不足の場合には、図１０に示すように、センター部２ａのサイド部２ｂが被嵌される部分に、サイド部２ｂの屈曲形状に合わせて形成されたカーブ部１０をカットして設けることで、強度アップすることができる。また、このようにカーブ部１０を設けることで、サポート５の支持部分から車幅方向外方への剛性が急変することなく徐々に低下することになり、剛性急変ポイントでの折れ曲がりを回避できる。

また、図１１及び図１２に示すように、サイド部２ｂの後側パネル９を車体フレーム６に装着されるサポート５の位置まで車幅方向内側に延出し、そのパネル９に直接サポート５を取り付けることで、取付ブラケット４を省略することができる。この場合、後側パネル９にサポート５を取り付けるためのボルト挿通穴１１を形成し、その穴１１合わせてパネル９の前面にナット１２を溶接し、センター部２ａにナット１２が挿入される収容穴１３を形成する。

本発明の前提となる参考形態に係るフロント・アンダーラン・プロテクタの斜視図である。 図１のII−II線断面図である。 図１のIII−III線断面図である。 従来例（比較例）のフロント・アンダーラン・プロテクタの荷重Ｆによる屈曲変形の様子を示す説明図である。 上記参考形態に係るフロント・アンダーラン・プロテクタの荷重Ｆによる屈曲変形の様子を示す説明図である。 車幅違いに対してサイド部を共用した説明図であり、（ａ）は幅狭の車両に合わせた平面図、（ｂ）は幅広の車両に合わせた平面図である。 車幅方向側部の形状違いに対してセンター部を共用した説明図であり、（ａ）は一般的な車幅方向側部の形状の車両に合わせた平面図、（ｂ）は車幅方向側部が後方に回り込んだ形状の車両に合わせた平面図である。 自重が比較的軽い車両用の説明図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が（ａ）のｂ１−ｂ１線断面図である。 自重が比較的重い車両用の説明図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が（ａ）のｂ１−ｂ１線断面図である。 上記参考形態の変形例を示す斜視図である。 上記参考形態を前提とした本発明の実施形態を示す斜視図である。 図１１のXII−XII線断面図である。 従来例を示すフロント・アンダーラン・プロテクタの斜視図である。

符号の説明

１ フロント・アンダーラン・プロテクタ
２ ＦＵＰ本体
２ａ センター部
２ｂ サイド部
４ 取付ブラケット
５ サポート
６ 車体フレーム
７ 管体
８ プレス成形パネル（前側パネル）
９ プレス成形パネル（後側パネル）
１０ カーブ部
１１ ボルト挿通穴
１２ ナット
１３ 収容穴

Claims (5)

1. 車幅方向に延出されたＦＵＰ本体と、該ＦＵＰ本体を支持すべく車体フレームに車幅方向に間隔を隔てて取り付けられるサポートとを有するフロント・アンダーラン・プロテクタであって、
   上記ＦＵＰ本体は、上記サポートよりも車幅方向外側に延出されたセンター部と、該センター部の両端にそれぞれ装着され後方に屈曲されたサイド部とを有し、
   上記センター部の曲げ剛性がサイド部の曲げ剛性よりも高く設定され、
   上記サイド部は、プレス成形パネルを最中状に組み立ててなり、
   該プレス成形パネルを車幅方向内側に延出し、そのパネルに直接上記サポートを取り付けた
   ことを特徴とするフロント・アンダーラン・プロテクタ。
2. 上記センター部は、車幅方向に延出された管体を複数上下に重ねてなる請求項１に記載のフロント・アンダーラン・プロテクタ。
3. 上記サイド部は、車両進行方向の前側のプレス成形パネルと後側のプレス成形パネルとを最中状に組み立ててなり、上記センター部の両端部の外面に被嵌された請求項１又は２に記載のフロント・アンダーラン・プロテクタ。
4. 上記サイド部を構成する後側のプレス成形パネルに、上記サポートを取り付けるためのボルト挿通穴を形成すると共に、該ボルト挿通穴の位置に合わせて当該プレス成形パネルの車両進行方向の前側の面にナットを溶接し、
   上記センター部に、上記ナットが挿入される収容穴を形成した
   請求項３に記載のフロント・アンダーラン・プロテクタ。
5. 上記センター部のサイド部が被嵌される部分に、サイド部の屈曲形状に合わせて形成されたカーブ部を設けた請求項１〜４のいずれか１項に記載のフロント・アンダーラン・プロテクタ。

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