JP5780452B2

JP5780452B2 - 車両のアンダーランプロテクタ取付構造

Info

Publication number: JP5780452B2
Application number: JP2011089940A
Authority: JP
Inventors: 勝也豊福
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2011-04-14
Filing date: 2011-04-14
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2031-04-14
Also published as: JP2012218703A

Description

本発明は、車両の衝突時に相手車両のもぐり込みを防止し、衝撃エネルギを吸収するアンダーランプロテクタの取付構造に関する。

特表２００４−５２２６４６号公報に記載のアンダーラン保護部の配置では、リンクエレメントによってフレームから可動に吊り下げられたクロスビーム（アンダーランプロテクタ）の後部と、フレームに固定される取付金具（プロテクタ取付ブラケット）との間にエネルギ吸収チューブ（エネルギ吸収体）が固定されている。

特表２００４−５２２６４６号公報

上記アンダーラン保護部の配置では、車両の衝突により所定荷重を超える衝撃荷重がアンダーランプロテクタに加わると、アンダーランプロテクタが後方に移動し、エネルギ吸収体が後方に圧縮されて衝撃エネルギが吸収される。

しかし、上記アンダーラン保護部の配置では、一端がフレームに固定されたプロテクタ取付ブラケットとアンダーランプロテクタの後部との間の限られたスペースにエネルギ吸収体が組み込んで配置されるため、エネルギ吸収体の前後方向の長さが自ずと制限される。従って、アンダーランプロテクタが後方に移動した際のエネルギ吸収体の圧縮量（エネルギ吸収ストローク）が短くなり、衝撃エネルギを十分に吸収できない可能性がある。また、エネルギ吸収体は、アンダーランプロテクタの後部においてプロテクタ取付ブラケットと一体化して機能する構造であるので、組み込まれるエネルギ吸収体の形状や材質等に制約が生じ、エネルギ吸収体の荷重特性の設定の自由度が低下する可能性がある。

そこで、本発明では、エネルギ吸収ストロークの増大が可能であり、且つエネルギ吸収体の荷重特性を自由に設定できるアンダーランプロテクタ取付構造の提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明のアンダーランプロテクタの取付構造は、車体フレームと、フロントアンダーランプロテクタと、開口と、プロテクタ取付ブラケットと、ブラケット回転規制部と、エネルギ吸収体とを備える。車体フレームは、上下で相対向する上壁部と底壁部とを備える。アンダーランプロテクタは、車体フレームの前端部下方に配置されて車幅方向に延びる。開口は、車体フレームの底壁部に設けられる。プロテクタ取付ブラケットは、車幅方向に延びる回転軸を介して車体フレームの前端部に回転可能に支持されるとともに、アンダーランプロテクタが取付けられるプロテクタ取付部と、回転軸よりも後方に位置し車体フレームの開口を下方から挿通して車体フレームの上壁部と底壁部との間に突出する後端部とを有する。ブラケット回転規制部は、車体フレームに対するプロテクタ取付ブラケットの回転軸を中心とした回転を規制し、アンダーランプロテクタに加わる前後方向への衝撃荷重が所定荷重に達したときにプロテクタ取付ブラケットの回転軸を中心とした回転を許容する。エネルギ吸収体は、プロテクタ取付ブラケットの後端部の上面と車体フレームの上壁部の下面との間に上下方向に延びて配置され、プロテクタ取付ブラケットの回転が許容された状態で後端部によって押圧される。ブラケット回転規制部は、衝撃荷重が上記所定荷重に達するまでの間はプロテクタブラケットの後端部によるエネルギ吸収体の押圧を規制し、衝撃荷重が上記所定荷重に達したときにプロテクタブラケットの後端部によるエネルギ吸収体の押圧を許容する。

上記構成では、アンダーランプロテクタに所定の衝撃荷重が負荷されるまでは、ブラケット回転規制部がプロテクタ取付ブラケットの後方への回転を規制し、アンダーランプロテクタにかかる衝撃荷重はプロテクタ取付ブラケットの弾塑性変形によって吸収される。また、所定荷重を超える大きな衝撃荷重が負荷される衝突に対しては、所定荷重を超えた衝撃荷重をエネルギ吸収体で吸収することによって、衝撃荷重の大きな衝突にも対応することができる。従って、衝突相手車両の車種や衝突速度等に応じて広い範囲にわたり発生する衝撃荷重を２段階で吸収することによって、相手車両に与える衝撃を適切に緩和しつつ、相手車両のもぐり込みを防止することができる。

また、衝撃エネルギを吸収するエネルギ吸収体は、プロテクタ取付ブラケットの後端部の上面と車体フレームの上壁部の下面との間に上下方向に延びて配置されているので、取付スペースの制約がある前後方向への配置に比較して、エネルギ吸収体の上下方向の長さを十分に確保することができる。従って、エネルギ吸収体の吸収ストロークを増大させることができ、衝撃エネルギを十分に吸収することができるので、衝撃エネルギの大きな衝突まで広く対応することができる。

また、エネルギ吸収体は、プロテクタ取付ブラケットの後上方にあってプロテクタ取付ブラケットとは独立して配置されているので、プロテクタ取付ブラケットに一体的に組み込まれて配置される場合と比較して、適用するエネルギ吸収体の形状や素材の選択の幅が拡がる。従って、エネルギ吸収の荷重特性を自由に設定することができ、多様な衝突形態に対応することができる。

また、エネルギ吸収体は、既存の車体構成部材である車体フレームの上壁部と底壁部との間に配置され、エネルギ吸収体を取付けるための特別な構造を必要としない。従って、部品点数が削減されて製造や調整が容易となり、コストの上昇を招くことがない。また、デッドスペースになり易い車体フレーム内部を有効に活用することができる。

また、上記アンダーランプロテクタ取付構造のブラケット回転規制部は、プロテクタ取付ブラケットの後端部と車体フレームの底壁部とを結合する棒体状の規制部材であり、規制部材によるプロテクタ取付ブラケットと車体フレームとの結合強度は、アンダーランプロテクタに加わる衝撃荷重が所定荷重に達したときにプロテクタ取付ブラケットの回転を許容するように設定されてもよい。

上記構成では、アンダーランプロテクタに加わる衝撃荷重が所定荷重に達したときにプロテクタ取付ブラケットの回転を許容するプロテクタ取付ブラケットと、車体フレームとの結合強度が、極めて簡単な構造である棒体状の規制部材の強度によって設定される。従って、車両の衝突に対するエネルギ吸収特性の設定が容易な車両のアンダーランプロテクタ取付構造を実現できる。

また、上記アンダーランプロテクタ取付構造の車体フレームは、開口の前後側で相対向して上下方向に延び、上壁部の下面と底壁部の上面とを連結する前後の隔壁を有し、エネルギ吸収体は、前後の隔壁の間に配置されてもよい。

上記構成では、エネルギ吸収体の前後方向への移動が、前後の隔壁によって規制されるので、エネルギ吸収体は、エネルギ吸収の実効性の高い上下方向に確実に圧縮変形する。従って、エネルギ吸収体の性能を確実且つ効果的に発揮させることができる。

本発明によれば、アンダーランプロテクタの衝撃荷重を吸収するエネルギ吸収体のエネルギ吸収ストロークの増大が可能となり、且つエネルギ吸収体の荷重特性を自由に設定することができる。

本発明に係わるアンダーランプロテクタ取付構造を備えたキャブオーバートラックの模式側面図である。アンダーランプロテクタ取付構造の要部拡大斜視図である。図２を車幅方向から視た図である。図３のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。本発明をリアアンダーランプロテクタに適用した場合のキャブオーバートラックの模式側面図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、図中ＦＲは車両前方を、図中ＵＰは車両上方を、図中ＩＮは車幅方向内側をそれぞれ示している。また、以下の説明における前後方向は、車両の前後方向を意味し、左右方向は、車両前方を向いた状態での左右方向を意味する。

図１に示すように、本実施形態に係わる車両１は、キャブ２が概ねエンジン（図示省略）よりも前方に位置するキャブオーバー型の車両であり、車両１の前部には、アンダーランプロテクタ取付構造３を備えている。このアンダーランプロテクタ取付構造３は、車両１の左右に対称的に設けられて、共通のフロントアンダーランプロテクタ（アンダーランプロテクタ）５を左右で支持する。なお、左右のアンダーランプロテクタ取付構造３はほぼ同様の構成を有するため、以下では右側について説明し、左側の説明を省略する。

図２〜図４に示すように、アンダーランプロテクタ取付構造３は、車幅方向両側で前後方向に延設されたシャシフレーム（車体フレーム）４と、シャシフレーム４の前部下方に配置されて車幅方向に延びるフロントアンダーランプロテクタ５と、フロントアンダーランプロテクタ５をシャシフレーム４によって支持するためのプロテクタ取付ブラケット６と、エネルギ吸収体７とを備えている。

シャシフレーム４は、起立する側壁部８と、側壁部８の上下方向の両端から車幅方向内側へ向かって相対向して延びる上壁部９及び底壁部１０とを備えた断面略Ｕ字形状を有する。シャシフレーム４の側壁部８の前端部には、ボルト挿通孔１１が設けられ、ボルト挿通孔１１の後方の底壁部１０には前後方向に長い略矩形の開口１２が形成されている。また、開口１２の前側及び後側には、上壁部９の下面と底壁部１０の上面とを連結し上下方向に延びる前隔壁１３と後隔壁１４とが形成されている。なお、図２では、前隔壁１３の図示を省略している。また、開口１２の車幅方向内側縁部の底壁部１０の上面には、ブラケット１５が溶接され前後方向に延びている。ブラケット１５の前後方向の中央部にはボルト挿通孔１６が幅方向に延びて設けられている。また、ブラケット１５のボルト挿通孔１６に対向するシャシフレーム４の側壁部８にもボルト挿通孔１７が形成されている。

フロントアンダーランプロテクタ５は、薄肉の鋼板からなり、前壁部１８と上壁部１９と底壁部２０とを有する断面略Ｕ字形状に形成されている。フロントアンダーランプロテクタ５の両端部には、キャップ２１が装着される。

プロテクタ取付ブラケット６は、ブラケット本体２２と、ブラケット側板部２３と、ブラケット後端部２４とを有する。ブラケット本体２２は、下方に延びるプロテクタ取付部２７と、前側上方に延びる前側上端部２５と、後側上方に延びる後側上端部２６とを一体的に有する略Ｙ字形状の板状である。

ブラケット側板部２３は、前後方向に沿って起立する側板２８と、屈曲して車幅内側方向に延びる底板２９を一体的に有する略Ｌ字形状の板状である。側板２８の中央部には車幅方向に延びるボルト挿通孔３０が設けられている。側板２８の上下方向の長さは、シャシフレーム４の側壁部８の上下方向の長さよりも短く、底板２９の幅方向の長さは、シャシフレーム４の底壁部１０の幅方向の長さと略同一である。ブラケット本体２２の前側上端部２５は、底板２９の下面の車幅方向の中央部に前後方向に延びて当接し、溶接によって底板２９の下面に略Ｔ字形状に固定されている。

ブラケット後端部２４は、ブラケット本体２２と上板３１とから構成される。上板３１は前後方向に長い略矩形の板状であり、前後方向の中央部には幅方向に延びる断面略Ｕ字形状のボルト溝３２が形成されている。ボルト溝３２の径は後述のボルト３５の径よりも大きく、上板３１の上面からボルト溝３２の底部までの距離はボルト３５の径よりも大きい。ブラケット本体２２の後側上端部２６は、上板３１の下面中央部に前後方向に延びて当接し、溶接によって上板３１の下面に略Ｔ字形状に固定されている。上板３１の幅方向及び前後方向の長さは、シャシフレーム４の開口１２の幅方向及び前後方向の長さよりもそれぞれ短く、ブラケット後端部２４がシャシフレーム４の開口１２に挿通可能となるように設定されている。

ブラケット本体２２のプロテクタ取付部２７は、前端面がフロントアンダーランプロテクタ５の前壁部１８の後面に上下方向に延びて当接し、溶接によってフロントアンダーランプロテクタ５の前壁部１８の後面に略Ｔ字形状に固定されている。

シャシフレーム４の側壁部８の車幅方向内側から、シャシフレーム４の側壁部８のボルト挿通孔１１と、プロテクタ取付ブラケット６の側板２８のボルト挿通孔３０とにボルト（回転軸）３３を挿通し、プロテクタ取付ブラケット６の側板２８の外側からナット３４を螺合することによって、プロテクタ取付ブラケット６はシャシフレーム４に固定され、ボルト３３を中心にして回転可能に支持される。この支持状態で、プロテクタ取付ブラケット６のブラケット後端部２４は、シャシフレーム４の底壁部１０の下方から開口１２に挿通され、底壁部１０の上面よりも上方に突出している。シャシフレーム４の車幅方向内側から、ブラケット１５のボルト挿通孔１６とシャシフレーム４のボルト挿通孔１７とにボルト（規制部材）３５を挿通し、シャシフレーム４の側壁部８の外側からナット３６を螺合し、ボルト３５にブラケット後端部２４のボルト溝３２を係合させることによって、シャシフレーム４の底壁部１０にプロテクタ取付ブラケット６のブラケット後端部２４が結合される。なお、底壁部１０とブラケット後端部２４との結合強度は、フロントアンダーランプロテクタ５に所定荷重を超える衝撃荷重が負荷された場合に、ボルト３５がブラケット後端部２４に押圧されて破断し、底壁部１０とブラケット後端部２４との結合が解除されるように設定されている。結合が解除されると、プロテクタ取付ブラケット６のボルト３３を中心とした回転が許容される。この場合であっても、回転軸のボルト３３には破断が生じないように、ボルト３３の破断強度は、ボルト３５の破断強度よりも大きく設定されている。ブラケット後端部２４の上面と、シャシフレーム４の上壁部９の下面と、前隔壁１３及び後隔壁１４とによって区画される空間に、エネルギ吸収体７が上下方向に延びて配置される。

エネルギ吸収体７は、上下方向に長い略矩形箱型形状であり、矩形状の上板３７及び下板３８と筒形状の外周板３９とを有し、外周板３９は、金属薄板によって形成されている。エネルギ吸収体７の上板３７の移動が規制されている場合、下板３８が押圧されることにより外周板３９が潰れ変形を起こし、この潰れ変形によって、エネルギ吸収体７に入力する衝撃エネルギが効率的に吸収される。

本実施形態では、相手車両が車両１の前面に衝突し、フロントアンダーランプロテクタ５に衝撃荷重が負荷されると、プロテクタ取付ブラケット６が後方に押圧され、プロテクタ取付ブラケット６がボルト３３を中心に後方に回転しようとする。しかし、プロテクタ取付ブラケット６のブラケット後端部２４は、ボルト３５によってシャシフレーム４の底壁部１０に結合されているので、プロテクタ取付ブラケット６の回転は規制される。従って、フロントアンダーランプロテクタ５の後方への移動が規制され、相手車両の車両１へのもぐり込みが防止される。また、プロテクタ取付ブラケット６の弾塑性変形によってフロントアンダーランプロテクタ５に入力する衝撃エネルギが吸収され、相手車両に与える衝撃が緩和される。また、所定荷重を超える大きな衝撃荷重が負荷された場合は、プロテクタ取付ブラケット６のブラケット後端部２４の上方へ押圧力によってボルト３５が破断し、プロテクタ取付ブラケット６のブラケット後端部２４とシャシフレーム４の底壁部１０との結合が解除されるので、図３の２点鎖線で示すように、プロテクタ取付ブラケット６がボルト３３を中心にして後方へ回転する。その結果、プロテクタ取付ブラケット６のブラケット後端部２４の上面がエネルギ吸収体７の下板３８を上方向に押圧し、エネルギ吸収体７が上下方向に圧縮変形する。この圧縮変形によって、所定荷重を超える大きな衝撃荷重による衝撃エネルギがエネルギ吸収体７によって効果的に吸収される。従って、衝撃荷重の大きな衝突に対しても、相手車両の車両１へのもぐり込みを防止しつつ、相手車両に与える衝撃を緩和することができる。

このように、本実施形態によれば、衝突時に発生する広い範囲の衝撃エネルギを２段階で吸収することによって、相手車両に与える衝撃を適切に緩和しつつ、相手車両のもぐり込みを防止することができる。例えば、軽自動車などの軽量車種の車両が衝突した場合は、衝撃荷重が小さく、入力する衝撃エネルギが比較的小さいので、プロテクタ取付ブラケット６の弾塑性変形による比較的小さな衝撃エネルギ吸収量によって相手車両に与える衝撃を緩和し、軽量車両のもぐり込みを防止することができる。更に重量の大きな乗用車やＳＵＶ（Sports Utility Vehicle）等が衝突した場合や車両１と相手車両が非常に大きな相対速度で衝突した場合などでは吸収すべき衝撃エネルギは大きくなるが、エネルギ吸収体７の吸収ストロークによる大きな衝撃エネルギ吸収量で対応することにより、相手車両に与える衝撃を相手車両に応じて緩和しつつ、相手車両のもぐり込みを防止することができる。

また、エネルギ吸収体７は、プロテクタ取付ブラケット６のブラケット後端部２４の上面とシャシフレーム４の上壁部９の下面との間に上下方向に延びて配置されているので、取付スペースの制約がある前後方向への配置に比較して、エネルギ吸収体７の上下方向の長さを十分に確保することができる。従って、エネルギ吸収体７の吸収ストロークを増大させることができ、衝撃エネルギを十分に吸収することができるので、衝撃エネルギの大きな衝突まで広く対応することができる。

また、エネルギ吸収体７は、プロテクタ取付ブラケット６の後上方にあってプロテクタ取付ブラケット６とは独立して配置されているので、プロテクタ取付ブラケットに一体的に組み込まれて配置される場合と比較して、適用するエネルギ吸収体の形状や素材の選択の幅が拡がる。従って、エネルギ吸収の荷重特性を自由に設定することができ、多様な衝突形態に対応することができる。

また、エネルギ吸収体７は、既存の車体構成部材であるシャシフレーム４の上壁部９と底壁部１０との間に配置され、エネルギ吸収体７を取付けるための特別な取付構造を必要としない。従って、部品点数が削減されて製造や調整が容易となり、コストの上昇を招くことがない。また、デッドスペースになり易い車体フレーム内部を有効に活用することができる。

また、プロテクタ取付ブラケット６の回転を許容する所定荷重の大きさの設定は、ブラケット後端部２４とシャシフレーム４の底壁部１０とを結合するボルト３５の強度設定によって可能である。従って、車両の衝突に際して、エネルギ吸収特性の設定が極めて容易なアンダーランプロテクタ取付構造を実現することができる。

また、エネルギ吸収体７は、シャシフレーム４の開口１２の前後に形成した前隔壁部１３と後隔壁部１４との間に配置されている。従って、エネルギ吸収体７の前後方向への移動が前隔壁部１３と後隔壁部１４とによって規制されるので、エネルギ吸収体７は、エネルギ吸収の実効性の高い上下方向に確実に圧縮変形し、エネルギ吸収体７の性能を確実且つ効果的に発揮させることができる。

なお、本実施形態では、エネルギ吸収体７は、外周板３９が金属薄板によって形成される略箱形状であったが、エネルギ吸収体７は、ＦＲＰやＣＦＲＰ等の素材で形成されてもよい。また、形状は箱形状に限定されず、円筒形状等であってもよい。

また、プロテクタ取付ブラケット６のブラケット後端部２４の上板３１に設けたボルト溝３２の代りに、上板３１に車幅方向に延びるボルト挿通孔を形成し、ブラケット後端部２４の上板３１にボルト３３を挿通して、プロテクタ取付ブラケット６のブラケット後端部２４とシャシフレーム４の底壁部１０とを結合してもよい。また、ブラケット後端部２４に設けたボルト溝３２又は上記ボルト挿通孔等のプロテクタ取付ブラケット６の回転規制構造をエネルギ吸収体７に下部に設けてもよい。また、ボルト３３の代りに、ピン等を用いてもよい。

また、シャシフレーム４は断面略Ｕ字形状としたが、断面略Ｉ字形状あるいは断面矩形箱形状等であってもよい。

また、エネルギ吸収体７を、シャシフレーム４の上壁部９の下面と底壁部１０の上面との間に配置したが、左右のシャシフレーム４を連結するクロスメンバの両端部のクロスメンバの前壁部後面とプロテクタ取付ブラケットのブラケット後端部との間にエネルギ吸収体を前後方向に延びて配置してもよい。

また、本実施形態では、アンダーランプロテクタ取付構造３を、車両１の前方に配置されるフロントアンダーランプロテクタ５に適用したが、図５に示すように、車両の後方（車体フレームの後部下方）に配置されるリアアンダーランプロテクタ４０に適用することも可能である。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

本発明は、貨物車両などの大型車両のアンダーランプロテクタの取付構造として広く適用可能である。

１車両
２キャブ
３アンダーランプロテクタ取付構造
４シャシフレーム（車体フレーム）
５フロントアンダーランプロテクタ（アンダーランプロテクタ）
６プロテクタ取付ブラケット
７エネルギ吸収体
８側壁部
９上壁部
１０底壁部
１２開口
１３前隔壁
１４後隔壁
１５ブラケット（ブラケット回転規制部）
２２ブラケット本体
２３ブラケット側板部
２４ブラケット後端部（後端部）
３２ボルト溝（ブラケット回転規制部）
３３ボルト（回転軸）
３５ボルト（規制部材）
４０リアアンダーランプロテクタ（アンダーランプロテクタ）

Claims

上下で相対向する上壁部と底壁部とを備えた車体フレームと、
前記車体フレームの前端部の下方に配置されて車幅方向に延びるアンダーランプロテクタと、
前記車体フレームの底壁部に設けられた開口と、
車幅方向に延びる回転軸を介して前記車体フレームの前端部に回転可能に支持されるとともに、前記アンダーランプロテクタが取付けられるプロテクタ取付部と、前記回転軸よりも後方に位置し前記車体フレームの前記開口を下方から挿通して前記車体フレームの上壁部と底壁部との間に突出する後端部とを有するプロテクタ取付ブラケットと、
前記車体フレームに対する前記プロテクタ取付ブラケットの前記回転軸を中心とした回転を規制し、前記アンダーランプロテクタに加わる前後方向への衝撃荷重が所定荷重に達したときに前記プロテクタ取付ブラケットの前記回転軸を中心とした回転を許容するブラケット回転規制部と、
前記プロテクタ取付ブラケットの後端部の上面と前記車体フレームの上壁部の下面との間に上下方向に延びて配置され、前記プロテクタ取付ブラケットの回転が許容された状態で該プロテクタ取付ブラケットの後端部によって上方へ押圧されるエネルギ吸収体と、を備え、
前記ブラケット回転規制部は、前記衝撃荷重が前記所定荷重に達するまでの間は前記プロテクタブラケットの後端部による前記エネルギ吸収体の押圧を規制し、前記衝撃荷重が前記所定荷重に達したときに前記プロテクタブラケットの後端部による前記エネルギ吸収体の押圧を許容する
ことを特徴とする車両のアンダーランプロテクタ取付構造。
請求項１に記載の車両のアンダーランプロテクタ取付構造であって、
前記ブラケット回転規制部は、前記プロテクタ取付ブラケットの後端部と前記車体フレームの底壁部とを結合する棒体状の規制部材であり、前記規制部材による前記プロテクタ取付ブラケットと前記車体フレームとの結合強度は、前記アンダーランプロテクタに加わる衝撃荷重が所定荷重に達したときに前記プロテクタ取付ブラケットの回転を許容するように設定されている
ことを特徴とする車両のアンダーランプロテクタ取付構造。
請求項１及び請求項２に記載の車両のアンダーランプロテクタ取付構造であって、
前記車体フレームは、前記開口の前後側で相対向して上下方向に延び、前記上壁部の下面と前記底壁部の上面とを連結する前後の隔壁を有し、前記エネルギ吸収体は、前記前後の隔壁の間に配置される
ことを特徴とする車両のアンダーランプロテクタ取付構造。