JP4300627B2 - キャブオーバ型車両の衝突安全装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャブオーバ型車両のシャシフレームに支持されるパワーユニットの前後方向の外力作用時における慣性力をシャシフレームの前端側に作用させて衝撃エネルギーの有効吸収をするキャブオーバ型車両の衝突安全装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図5に示すように、キャブオーバ型車両16のキャブ17はシャシフレーム5の前部に配置され、運転台はシャシフレーム5に支持されているパワーユニットの位置よりも前方に配置されるものが一般である。なお、キャブ17の後方には荷台18がシャシフレーム5上に搭載される。図6,図7に示すように、エンジン9及びトランスミッション10等とからなるパワーユニット8はエンジン支持構造14とトランスミッション支持構造15を介してシャシフレーム5に弾性支持される。なお、図示のようにパワーユニット8は、車両の前方側の狭幅のシャシフレーム5の部分から変曲部7を介して広がる広幅のシャシフレーム5のサイドメンバ6,6間に配置される。また、図6,図7に示すように、パワーユニット8のエンジン9のファン12の前方にはクロスメンバ13に支持されるラジエータ11が近接して配置され、このラジエータ11の前方にはクロスメンバ4がシャシフレーム5のサイドメンバ6間に架設されて配置される。なお、このクロスメンバ4はサイドメンバ6の変曲部7より前方に配置される。
【0003】
図8,図9は、トランスミッション10をシャシフレーム5側に支持するトランスミッション支持構造15(単に支持構造15という)の概要構造を示すものである。この支持構造15は、略U字形状のマウントスティ20と、マウントブラケット21と、マウントラバ22と、トランスミッション10の上方に固定される略断面コ字形状のマウントカバ23等とからなる。なお、トランスミッションクロスメンバ24は本例ではサイドメンバ6,6に架設される平板状の板部材からなる。
【0004】
図8,図9に示すように、一対のマウントスティ20,20はその開口部25を車両の車幅方向に向けて配置され、その上端をトランスミッションクロスメンバ24の下面に連結して配置される。一方、両端部26,26を有する架設部27とこの中央部において直交して配置される取り付け座28とからなるマウントブラケット21は、その両端部26,26をマウントスティ20,20の開口部25,25に挿入して配置され、その両端部26,26とマウントスティ20,20との間にはマウントラバ22,22が介設される。一方、トランスミッション10の上部にはマウントカバ23が固定され、マウントカバ23にはマウントブラケット21の取り付け座28が連結される。以上の構造により、トランスミッション10はマウントブラケット21,マウントラバ22及びマウントスティ20を介してトランスミッションクロスメンバ24に連結して弾性支持される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図5に示すように、キャブオーバ型車両16が剛壁19等に正面衝突すると、比較的高剛性のシャシフレーム5の前端が剛壁19に当り、有効に変形して衝撃エネルギーを吸収する。そのため、シャシフレーム5には急激な減速度が発生する。一方、パワーユニット8は前記のようにマウントラバ22等を介してシャシフレーム5側に弾性支持されているため、衝突時においてはマウントラバ22等が変形する分だけ時間遅れした状態でパワーユニット8の慣性力がシャシフレーム5側に伝わる。そのため、シャシフレーム5側に固定されているトランスミッションクロスメンバ24と支持構造15との間には相対ずれが生ずる。一方、前記したようにトランスミッションクロスメンバ24側に固定されているマウントスティ20はその開口部25を車幅方向に向けて配置されるため、マウントブラケット21の両端部26とマウントスティ20との間に相対ずれがあるとマウントブラケット21の両端部26がマウントスティ20に干渉する。すなわち、図9においてA部とB部が衝突する。そのため、パワーユニット8が慣性力により前方に移動するとシャシフレーム5をトランスミッション10の支持構造15の部分を介して前方に引きずる。この支持構造15はシャシフレーム5の比較的後方側に配置されるため、シャシフレーム5は長いスパンで圧縮され、シャシフレーム5の変曲部7での横方向への座屈変形を誘発し、シャシフレーム5の反力の急激な低下をもたらし、短いストロークでの有効な衝撃エネルギーの吸収が困難となる可能性がある。図4における点線はこの場合におけるシャシフレーム5の荷重−変位曲線を示すものである。
【0006】
一方、衝突時等における外力作用時におけるキャブの変形を防止する公知技術として、例えば、特開平7−69240号公報や実開平4−109621号公報が挙げられる。特開平7−69240号公報の「キャブオーバ型トラックの車体前部構造」は、ラジエータの補強枠部材をエンジンのラジエータケースの前端や車台フレームに剛体のパイプ部材を介して連結し、外力作用時において外力をラジエータで受けとめてキャブの変形を防止するものである。ラジエータを介在物として利用する点において本発明と類似する点もあるが、後記するようにこの公知技術と本発明とは構成において大きく相異する。一方、実開平4−109621号公報の「キャブオーバ車両のエンジンマウント構造」はエンジンをガイドレールに沿って移動可能な状態でサイドフレーム側に搭載し、エンジンに作用する弾性力が過大の場合にエンジンのロックを解除し、エンジンを前記ガイドレールに沿って前方に移動せしめ、キャブ側に作用する伝達力を低減しキャブ変形を防止するものである。この手段は、それ自体として特徴を有し、キャブ変形低減に機能するものであるが、以下に説明する本発明のように、パワーユニットの慣性力を変曲部より前方のクロスメンバに伝えてシャシフレームの前端側に集中せしめて衝撃エネルギーの有効吸収を図るようにしたものとは構成において大きく相異する。
【0007】
本発明は、以上の事情に鑑みて発明されたものであり、外力作用時において慣性力をシャシフレームの前端側に集中せしめ、シャシフレームの前端側の車両前後方向の変形をし易くし、短いストロークで衝撃エネルギーを有効に吸収し、キャブ変形を低減し、安全性を向上するキャブオーバ型車両の衝突安全装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の目的を達成するために、衝突時等の前後方向に沿う外力作用時において、シャシフレームの変曲部より前方の前端側にパワーユニットの慣性力を集中せしめて前記シャシフレームの前端側を潰すことにより衝撃エネルギーの有効吸収を行うキャブオーバ型車両の衝突安全装置であって、前記パワーユニットの前端にラジエータを配置すると共に、そのラジエータを支持するクロスメンバを前記シャシフレームに架設し、前記ラジエータの前方で、かつ前記変曲部よりも更に前方において前記シャシフレームに架設されるクロスメンバに前記ラジエータの前面に当接するエンジンストッパを設けるキャブオーバ型車両の衝突安全装置を構成するものである。また、前記エンジンストッパは、外力作用時における前記パワーユニットの慣性力にほぼ耐える曲げ剛性を有することを特徴とするものである。
【0009】
車両の前面衝突時、シャシフレーム前端が剛壁に突き当りシャシフレームに急激な減速度が生じると、搭載されるパワユニットは相対的に前方に移動する。この時、エンジン及びトランスミッションのマウントラバが引っ張られ、抵抗力を発生してパワユニットの重量を取り付け部を通じてシャシフレームに伝達しようとする。それと同時に前方移動したエンジンはラジエータに当る。ラジエータの前面にはクロスメンバに支持されているエンジンストッパがあり、エンジンの慣性力はエンジンストッパを介してシャシフレームに伝達される。これによりパワーユニットの慣性力のほとんどをシャシフレーム前端に集中させ、シャシフレームの変曲部の後方に位置する支持構造を介してのシャシフレームへの入力は極めて少なくする。そのため、シャシフレームの変形は前端側に集中して車両軸上に潰れるモードとなり、反力の低下なく、短いストロークで衝撃エネルギーを吸収することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のキャブオーバ型車両の衝突安全装置の実施の形態を図面を参照して詳述する。図1に示すように、シャシフレーム5は車幅方向に相対向して配置されるサイドメンバ6,6と、この間に架設されるクロスメンバ類からなる。クロスメンバとしては各種のものがあるが、ラジエータ11を支持するクロスメンバ13やラジエータ11の前方に配置されるクロスメンバ4等がある。また、シャシフレーム5のサイドメンバ6,6間の間隔はその前方側が狭幅であり、後方側が広幅なものからなる。エンジン9やトランスミッション10等からなるパワーユニット8は広幅のサイドメンバ6,6間に収納される。また、狭幅のシャシフレーム5の部分と広幅のシャシフレーム5の部分との境目には変曲部7が形成される。前記のクロスメンバ4はこの変曲部7よりも前方に配置される。
【0011】
エンジン9及びトランスミッション10はシャシフレーム5側に支持されるエンジン支持構造14やトランスミッション支持構造15により弾性支持される。エンジン支持構造14はマウントゴムを介する一般構造のものからなるが、トランスミッション支持構造15としては前記の図6乃至図9に示したものが採用される。
【0012】
図1,図2に示すように、クロスメンバ4には本発明の主要構成部材であるエンジンストッパ1が固定される。本例では、エンジンストッパ1は棒体状のスティ2とこのスティ2の両端からほぼ直角に屈曲する支持棒体部3,3とからなる略コ字形状のものからなる。なお、支持棒体部3,3の基端部はクロスメンバ4側に固定される。また、外力が作用しない通常の状態において、スティ2はラジエータ11の前面に当接して配置される。このエンジンストッパ1は、外力作用時においてパワーユニット8の慣性力が作用するが、その場合において、この慣性力をクロスメンバ4を介してシャシフレーム5側に伝達し得る曲げ剛性を有するものからなる。すなわち、エンジンストッパ1は慣性力により容易に変形するような軽剛性のものではない。
【0013】
次に、本発明のキャブオーバ型車両の衝突安全装置における外力作用時における作動状態を図3等により説明する。キャブ17の前面が剛壁19に衝突する外力作用時において、シャシフレーム5の前端部に外力が直接作用する。それと同時に、パワーユニット8には前方に向かう慣性力が作用する。パワーユニット8は、前記のように弾性支持されているためシャシフレーム5の変形動作より挙動遅れした状態で前方に移動する。そのため、前記したように、トランスミッション支持構造15がシャシフレーム5に干渉し、シャシフレーム5を後方側から長いスパンで圧縮しようとする。
【0014】
しかしながら、本発明の場合には、パワーユニット8が前方に移動し始めるとエンジン9のファン12がラジエータ11に当り、パワーユニット8の慣性力はラジエータ11に作用する。ラジエータ11にはエンジンストッパ1が当接しているため、パワーユニット8の慣性力はエンジンストッパ1に作用する。エンジンストッパ1は、前記のように適当な高剛性を有するものからなるため、やや変形しながらもこの慣性力ををクロスメンバ4側に伝える。図3は、以上の変形状態を極端に表示したものである。クロスメンバ4は、前記したようにサイドメンバ6の変曲部7よりも前方に配置されているため、パワーユニット8の慣性力は変曲部7に直接作用せず、クロスメンバ4より前方のシャシフレーム5の前端側に集中して作用する。そのため、図示のようにシャシフレーム5の前端側が潰れ、短いストロークで衝撃エネルギーを有効に吸収することができる。図4の実線は本発明による外力作用時における荷重−変位曲線を示す。
【0015】
【発明の効果】
本発明のキャブオーバ型車両の衝突安全装置によれば、キャブオーバ型車両に衝突等により外力が作用しても、パワーユニットの慣性力がシャシフレームの後方から作用して変曲部を大きく変形させる現象がなくなり、シャシフレームの前端側の変曲部より前方の部分に慣性力が集中して作用する。そのため、シャシフレームの前端部が圧壊し易くなり、短いストロークで衝撃エネルギーを有効に吸収することができる。その結果、シャシフレームに支持されるキャブの変形量が抑制され、キャブ内の居住空間を確保し安全性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のキャブオーバ型車両の衝突安全装置を設けたシャシフレームとパワーユニット等の支持構造を示す下面図。
【図2】本発明のキャブオーバ型車両の衝突安全装置のエンジンストッパまわりの構造を示す斜視図。
【図3】本発明のキャブオーバ型車両の衝突安全装置の外力作用時における作動状態を示す模式的平面図。
【図4】本発明と従来技術における外力作用時におけるシャシフレームの荷重−変位線図。
【図5】従来のキャブオーバ型車両の概要構造とその剛壁への衝突直前の状態を示す模式図。
【図6】従来のパワーユニット等の支持構造を示す下面図。
【図7】従来のパワーユニットの支持構造を示す上面図。
【図8】従来のトランスミッションの支持構造のトランスミッションクロスメンバへの取り付け形態を示す正面図。
【図9】図8の上面図。
【符号の説明】
1 エンジンストッパ
2 スティ
3 支持棒体部
4 クロスメンバ
5 シャシフレーム
6 サイドメンバ
7 変曲部
8 パワーユニット
9 エンジン
10 トランスミッション
11 ラジエータ
12 ファン
13 クロスメンバ
14 エンジン支持構造
15 トランスミッション支持構造
16 キャブオーバ型車両
17 キャブ
19 剛壁
Claims (2)
- 衝突時等の前後方向に沿う外力作用時において、シャシフレームの変曲部より前方の前端側にパワーユニットの慣性力を集中せしめて前記シャシフレームの前端側を潰すことにより衝撃エネルギーの有効吸収を行うキャブオーバ型車両の衝突安全装置であって、前記パワーユニットの前端にラジエータを配置すると共に、そのラジエータを支持するクロスメンバを前記シャシフレームに架設し、前記ラジエータの前方で、かつ前記変曲部よりも更に前方において前記シャシフレームに架設されるクロスメンバに前記ラジエータの前面に当接するエンジンストッパを設けることを特徴とするキャブオーバ型車両の衝突安全装置。
- 前記エンジンストッパは、外力作用時における前記パワーユニットの慣性力にほぼ耐える曲げ剛性を有することを特徴とする請求項1に記載のキャブオーバ型車両の衝突安全装置。
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---|---|---|---|
JP08517799A JP4300627B2 (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | キャブオーバ型車両の衝突安全装置 |
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