JP5821199B2

JP5821199B2 - エネルギ吸収型フロントアンダーランプロテクタ

Info

Publication number: JP5821199B2
Application number: JP2011017033A
Authority: JP
Inventors: 勝也豊福
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2015-11-24
Anticipated expiration: 2031-01-28
Also published as: JP2012158194A

Description

本発明は、車両の潜り込みを防止するためのエネルギ吸収型フロントアンダーランプロテクタに関する。

トラック等の大型車が大型車よりも剛性が低く且つ車高が低い乗用車等の車両と前面衝突した場合、相手車両である乗用車等がトラック等の下へ潜り込むことによる乗用車等の客室の変形が大きくなる虞がある。その乗用車等の客室の変形を低減するためにトラック等に設ける構造の一つとして、潜り込み防止構造、即ちフロントアンダーランプロテクタ（ＦＵＰ）が提案されている。ＦＵＰとは、乗用車等がトラック等と正面衝突した場合に、両者のシャシーフレーム等の上下高さ位置のずれにより乗用車等がトラック等の下に潜り込むことを防止するものである。

ＦＵＰは、一般的に、トラック等の前部シャシーフレーム下に強固な一直線ビーム（ＦＵＰバー）と強固なブラケット（ＦＵＰバー取付ブラケット）とを設けたものである。これらの部材は、乗用車等のトラック等への潜り込みを防ぐために強固に作られており、トラック等のシャシーフレームに強固に固定されている。

ただし、両車の衝突速度が速くなると乗用車等のトラック等への潜り込みを防ぐだけでは乗用車等の客室の変形低減には不十分であり得るため、ＦＵＰバーとＦＵＰバー取付ブラケットとの間にエネルギ吸収部材（ＥＡ部材）を配設したＦＵＰが提案されている。そのようなＦＵＰとしては、特許文献１に記載されているものがある。

特表２００４−５２２６４６号公報

特許文献１に記載されているＦＵＰでは、ＦＵＰバー（衝撃エレメント）に衝撃荷重が加わると、シャシーフレーム（フレーム）に取り付けられているＦＵＰバー取付ブラケット（取付金具）とＦＵＰバーとの間に設けられたリンクエレメントによるＦＵＰバーの後退により、ＥＡ部材でエネルギ吸収がなされる。

しかし、ＥＡ部材はＦＵＰバーとは反対側の端部でシャシーフレームに締結固定されているため、ＥＡ部材による衝撃エネルギ吸収ストローク（変形ストローク）は制限されている。そのため、ＥＡ部材の最大荷重の設定にもよるが、ＥＡ部材の変形ストロークによる大きなエネルギ吸収量は期待できない。既知の通り、構造物による衝撃エネルギの吸収性能は、その構造物が塑性変形により発生する荷重と変形量とにより決まってしまうので、変形ストロークを可能な限り大きく設定できる構造物が必要である。

特に大型車と正面衝突する相手車両で大型車の下に潜り込む可能性の高い自動車は車高の低い軽自動車やボンネット型普通自動車であり、これらの車両の全てに対する潜り込み防止と適切な衝撃エネルギ吸収性能を備えたＦＵＰが要求される。例えば、軽自動車はその構造（寸法が小さく、重量が軽い。）上、大型車のように寸法が大きく、重量が重い車両との衝突には、衝突時の客室保全と被害低減には最も不利で、普通自動車はその構造上、軽自動車よりは有利である。

大型車に設けられるべきＦＵＰは、ミニカーや軽自動車等の軽量車両から重量が重い普通自動車やフレーム付のＳＵＶ（スポーツユーティリティビークル）等の重量車両までに対応可能な潜り込み防止と適切な衝撃エネルギ吸収性能とを備えることが必要となる。ミニカーや軽自動車等の軽量車両に対しては、客室に発生する衝撃荷重があまり高くなく、潜り込みを抑える範囲での衝撃エネルギ吸収量で対応する必要がある。一方、重量が重い普通自動車やＳＵＶ等の重量車両に対しては、軽量車両に比較すれば客室に若干高めの衝撃荷重が発生しても許容される可能性があるが、重量が重いためにその運動エネルギ量が大きく、吸収すべき衝撃エネルギ量は軽量車両よりも大きくなる。

このように種々の衝突相手車両を考慮した大型車に設けるべきＦＵＰは、その主な役割の潜り込み防止と適切な衝撃エネルギ吸収性能とを両立できる機能を備えた構造体でなければならない。

そこで、本発明の目的は、種々の車種の車両に対応可能な潜り込み防止と適切な衝撃エネルギ吸収性能とを両立できる機能を備えたエネルギ吸収型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、車両のシャシーフレームに固定されるＦＵＰバー取付ブラケットと、前記ＦＵＰバー取付ブラケットに車両幅方向に延出するように締結されるＦＵＰバーとを備え、他車両との衝突時に前記ＦＵＰバーに衝撃を受けた際に前記ＦＵＰバーが前記ＦＵＰバー取付ブラケットの塑性変形荷重よりも低い荷重で潰れて衝撃エネルギが吸収されるようにするために、前記ＦＵＰバーの圧潰荷重が前記ＦＵＰバー取付ブラケットの塑性変形荷重よりも低く設定されていることを特徴とするエネルギ吸収型フロントアンダーランプロテクタである。

前記ＦＵＰバーは、車両幅方向に延出するように配設され、前面が前記ＦＵＰバーのフロントフェイスを為すフロントプレートと、前記フロントプレートの後面と前記ＦＵＰバー取付ブラケットとの間に前記フロントプレートの長手方向又は高さ方向に沿って配設され、前記ＦＵＰバー取付ブラケットの塑性変形荷重よりも低い荷重で潰れるエネルギ吸収用のパイプとを有するものである。

前記ＦＵＰバーは、前記パイプと前記ＦＵＰバー取付ブラケットとの間に配設されるバックプレートと、前記フロントプレートの上端部と前記バックプレートの上端部との間に架け渡され、前記パイプの圧潰荷重よりも低い荷重で面座屈する上面プレートと、前記フロントプレートの下端部と前記バックプレートの下端部との間に架け渡され、前記パイプの圧潰荷重よりも低い荷重で面座屈する下面プレートとを更に有するものである。

本発明によれば、種々の車種の車両に対応可能な潜り込み防止と適切な衝撃エネルギ吸収性能とを両立できる機能を備えたエネルギ吸収型フロントアンダーランプロテクタを提供することができるという優れた効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るエネルギ吸収型フロントアンダーランプロテクタの斜視図である。図１に示すＦＵＰバーの断面図である。ＦＵＰの変形荷重−変形ストローク特性を示す説明図である。他の実施形態に係るエネルギ吸収型フロントアンダーランプロテクタの斜視図である。図４に示すＦＵＰバーの断面図である。他の実施形態に係るエネルギ吸収型フロントアンダーランプロテクタの斜視図である。図６に示すＦＵＰバーの断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１中、１はトラック等の大型車（車両）のシャシーフレームを示す。本実施形態では、シャシーフレーム１は、車両幅方向に間隔を隔てて設けられ、車両前後方向に延出する一対のサイドメンバ２と、これら一対のサイドメンバ２間に架け渡して設けられたクロスメンバ３とから主に構成される。また、後述するＦＵＰバー取付ブラケット１１よりも車両後方向のサイドメンバ２の側面に、サスペンション取付ブラケット４が固定されている。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係るエネルギ吸収型フロントアンダーランプロテクタ（以下、ＦＵＰという）１０は、シャシーフレーム１の前部に固定される一対のＦＵＰバー取付ブラケット（ブラケット）１１と、ＦＵＰバー取付ブラケット１１に車両幅方向に延出するように締結されるＦＵＰバー（一直線ビーム）１２とを備える。

本実施形態では、ＦＵＰバー取付ブラケット１１は各々、ボルト１３等を用いてサイドメンバ２の側面に締結され、サイドメンバ２（シャシーフレーム１）から下方へ延出している（図１参照）。また、本実施形態では、ＦＵＰバー取付ブラケット１１とＦＵＰバー１２とは、ＦＵＰバー１２内蔵の後述するパイプ１８内からＦＵＰバー取付ブラケット１１まで貫通孔（パイプ１８に設けた貫通孔１８ｈ、後述するバックプレート１９に設けた貫通孔１９ｈ、ＦＵＰバー取付ブラケット１１に設けた貫通孔１１ｈ）を介してボルト１４及びナット１５を用いて締結している（図２参照）。

本実施形態のＦＵＰバー１２は、前面がＦＵＰバー１２のフロントフェイス１６（乗用車等との衝突時に乗用車等が衝突する面）を為すフロントプレート１７と、フロントプレート１７の後面とＦＵＰバー取付ブラケット１１の下端部前面との間に配設されたフロントプレート補強兼エネルギ吸収用パイプ（以下、パイプという）１８と、パイプ１８とＦＵＰバー取付ブラケット１１の下端部前面との間に配設されたバックプレート１９と、フロントプレート１７の上端部とバックプレート１９の上端部との間に架け渡された上面プレート２０と、フロントプレート１７の下端部とバックプレート１９の下端部との間に架け渡された下面プレート２１とを有している。

フロントプレート１７は、鋼板又は他の材質の板からなる。本実施形態では、フロントプレート１７は、鋼板からなり、車両幅方向と平行に延出するように配設されている。

パイプ１８は、スチールパイプ又は他の材質のパイプからなる。また、パイプ１８は、フロントプレート１７の後面に溶接又は他の方法によって接合される。本実施形態では、パイプ１８は、ＦＵＰバー取付ブラケット１１の塑性変形荷重（ＦＵＰバー取付ブラケット１１が塑性変形する荷重）よりも低い荷重（圧潰荷重）で潰れるスチールパイプ（丸パイプ）からなる。また、本実施形態では、パイプ１８は、フロントプレート１７の後面の上下部分にＦＵＰバー１２の横方向（水平方向）に沿って溶接によって計二本接合されている。

バックプレート１９は、鋼板又は他の材質の板からなる。また、バックプレート１９は、上面プレート２０及び下面プレート２１に溶接又は他の方法によって接合される。本実施形態では、バックプレート１９は、フロントプレート１７と同等の強度及び剛性を有する比較的厚い鋼板からなり、上端部が上面プレート２０の後端部に溶接によって接合されていると共に、下端部が下面プレート２１の後端部に溶接によって接合されている。また、本実施形態では、バックプレート１９は、フロントプレート１７に対して平行となるように配設されている。

上面プレート２０及び下面プレート２１は、鋼板又は他の材質の板からなる。また、上面プレート２０及び下面プレート２１は、フロントプレート１７及びバックプレート１９に溶接又は他の方法によって接合される。本実施形態では、上面プレート２０は、エネルギ吸収用のパイプ１８の圧潰荷重よりも低い荷重で面座屈する比較的薄い鋼板からなり、前端部がフロントプレート１７の上端部に溶接によって接合されていると共に、後端部がバックプレート１９の上端部に溶接によって接合されている。また、本実施形態では、下面プレート２１は、エネルギ吸収用のパイプ１８の圧潰荷重よりも低い荷重で面座屈する薄い鋼板からなり、前端部がフロントプレート１７の下端部に溶接によって接合されていると共に、後端部がバックプレート１９の下端部に溶接によって接合されている。さらに、本実施形態では、上面プレート２０と下面プレート２１とは、互いに平行となるように配設されている。

ここで、ＦＵＰバー１２の圧潰荷重は、低速衝突時や、市場に出回っているミニカーや軽自動車等の軽量車両との衝突時に吸収しなければならない衝撃エネルギ吸収不足分を補う程度の荷重に設定される。一方、ＦＵＰバー取付ブラケット１１の塑性変形荷重は、高速衝突時や、重量の重い普通自動車やＳＵＶ等の重量車両との衝突時に吸収しなければならない衝突エネルギ分の荷重に設定される。

本実施形態に係るＦＵＰ１０の変形荷重−変形ストローク特性を図３に示す。図３に示すように、本実施形態では、ＦＵＰバー１２の圧潰荷重は、ＦＵＰバー取付ブラケット１１の塑性変形荷重の半分程度に設定されている。

以上の構成からなる本実施形態に係るＦＵＰ１０は、他車両との衝突時に相手車両の持っている運動エネルギを二段階で吸収するエネルギ吸収型のフロントアンダーランプロテクタである。

具体的には、本実施形態に係るＦＵＰ１０は、相手車両との衝突時にＦＵＰバー１２のフロントフェイス１６に車両前方向から衝撃を受けた際には、先ずＦＵＰバー１２のフロントプレート１７の裏面に接合したパイプ１８が荷重を発生して潰れ、衝撃エネルギを吸収し、ＦＵＰバー１２が潰れた後に、ＦＵＰバー取付ブラケット１１の塑性変形によって衝撃エネルギを吸収するものである（図３参照）。

即ち、本実施形態に係るＦＵＰ１０では、ＦＵＰバー１２（エネルギ吸収用のパイプ１８）の圧潰荷重がＦＵＰバー取付ブラケット１１の塑性変形荷重よりも低く設定されているので、相手車両との衝突時にＦＵＰバー１２のフロントフェイス１６に車両前方向から衝撃を受けた際には、その構造からＦＵＰバー１２がＦＵＰバー取付ブラケット１１の塑性変形荷重よりも低い荷重で潰れることにより、その後のＦＵＰバー取付ブラケット１１の塑性変形も含めてＦＵＰ１０全体の衝撃エネルギ吸収ストローク（変形ストローク）が増加することとなる。

従来のＦＵＰでは、車両前後方向のＦＵＰバーの変形が少なく、相手車両との衝突時の衝突エネルギ吸収のための衝撃エネルギ吸収ストローク（変形ストローク）を十分に得ることが困難であり、ＦＵＰ全体の変形ストロークを適切に設定する機会が少ない。

一方、本実施形態では、ＦＵＰバー１２の車両前後方向の厚さ分の変形ストロークを得ることで、ＦＵＰバー取付ブラケット１１を含むＦＵＰ１０の変形ストロークの設計範囲が広くなることにより、種々の車種の車両に対応可能な潜り込み防止と適切な衝撃エネルギ吸収性能とを両立できる機能を備えたＦＵＰ１０を設計及び開発して提供することが可能になる。

また、本実施形態では、ＦＵＰバー取付ブラケット１１の変形が大きくなった後は、ＦＵＰバー取付ブラケット１１よりも車両後方向に配置されているサスペンション取付ブラケット４等によって潜り込み防止限界（例えば４００ｍｍ以内）に達する前に荷重が立ち上がるため（図３参照）、相手車両との衝突時に相手車両の潜り込みを効果的に防止することが可能になる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。

例えば、ＦＵＰバー１２のフロントプレート１７の後面に接合するパイプ１８の形状、材質、板厚等により、パイプ１８をＦＵＰバー１２の横方向（水平方向）のみに配設する構造（ＦＵＰ１０；図１及び図２参照）の他、パイプ１８をＦＵＰバー１２の縦方向（垂直方向）のみに配設する構造（ＦＵＰ４０；図４及び図５参照）を選択することもできる。また、パイプ１８をＦＵＰバー１２の横方向及び縦方向に沿って各々配設する構造（ＦＵＰ６０；図６及び図７参照）を選択することもできる。

また、ＦＵＰバー取付ブラケット１１とＦＵＰバー１２との締結方法は、ＦＵＰバー１２内蔵のパイプ１８内からＦＵＰバー取付ブラケット１１まで貫通孔を介してボルト１４及びナット１５を用いて締結する方法（図２参照）の他、ＦＵＰバー１２のフロントフェイス１６からＦＵＰバー取付ブラケット１１まで貫通孔（フロントプレート１７に設けた貫通孔１７ｈ、パイプ１８に設けた貫通孔１８ｈ、バックプレート１９に設けた貫通孔１９ｈ、ＦＵＰバー取付ブラケット１１に設けた貫通孔１１ｈ）を介してボルト１４及びナット１５を用いて締結する方法（図５参照）がある。また、ＦＵＰバー１２内蔵のパイプ１８が車両前後方向に二本ある場合は前側のパイプ１８をフロントプレート１７と接合し、前側のパイプ１８内からＦＵＰバー取付ブラケット１１まで貫通孔（前側のパイプ１８に設けた貫通孔１８ｈ、後側のパイプ１８に設けた貫通孔１８ｈ、バックプレート１９に設けた貫通孔１９ｈ、ＦＵＰバー取付ブラケット１１に設けた貫通孔１１ｈ）を介してボルト１４及びナット１５を用いて締結する方法（図７参照）等もある。

さらに、ＦＵＰバー１２のフロントプレート１７とパイプ１８を挟んで荷重を受けるＦＵＰバー１２のバックプレート１９は、フロントプレート１７と同等の強度及び剛性を必要とするが、バックプレート１９をＦＵＰバー１２とＦＵＰバー取付ブラケット１１との接合部分に限定して部分的な配置にする構造を選択することもできる。

１シャシーフレーム
１０エネルギ吸収型フロントアンダーランプロテクタ（ＦＵＰ）
１１ＦＵＰバー取付ブラケット（ブラケット）
１２ＦＵＰバー（一直線ビーム）
１６フロントフェイス
１７フロントプレート
１８パイプ（フロントプレート補強兼エネルギ吸収用パイプ）
１９バックプレート
２０上面プレート
２１下面プレート
４０エネルギ吸収型フロントアンダーランプロテクタ（ＦＵＰ）
６０エネルギ吸収型フロントアンダーランプロテクタ（ＦＵＰ）

Claims

車両のシャシーフレームに固定されるフロントアンダーランプロテクタバー取付ブラケットと、前記フロントアンダーランプロテクタバー取付ブラケットに車両幅方向に延出するように締結されるフロントアンダーランプロテクタバーと、前記フロントアンダーランプロテクタバーの内部に配置されるパイプとを備え、前記フロントアンダーランプロテクタバーは、前記フロントアンダーランプロテクタバーの前面を為すフロントプレートと、前記フロントプレート後方で、前記フロントアンダーランプロテクタバー取付ブラケット前面に配置されるバックプレートと、前記フロントプレートの上端部と前記バックプレートの上端部との間に架け渡される上面プレートと、前記フロントプレートの下端部と前記バックプレートの下端部との間に架け渡される下面プレートとを有し、前記パイプの圧潰荷重は前記フロントアンダーランプロテクタバー取付ブラケットの塑性変形荷重よりも低く設定され、前記上面プレート及び前記下面プレートは、前記パイプの圧潰荷重よりも低い荷重で面座屈するように形成されていることを特徴とするエネルギ吸収型フロントアンダーランプロテクタ。
車両のシャシーフレームに固定されるフロントアンダーランプロテクタバー取付ブラケットと、前記フロントアンダーランプロテクタバー取付ブラケットに車両幅方向に延出するように締結されるフロントアンダーランプロテクタバーとを備え、前記フロントアンダーランプロテクタバーは、車両幅方向に延びる前側のパイプと、前記前側のパイプよりも車両幅方向の長さが短く、かつ、前記前側のパイプより後方で前記フロントアンダーランプロテクタバー取付ブラケットよりも前方に配設される後側のパイプとを有し、前記フロントアンダーランプロテクタバーが、前記後側のパイプより後方のみで前記フロントアンダーランプロテクタバー取付ブラケットに締結されることを特徴とするエネルギ吸収型フロントアンダーランプロテクタ。
車両のシャシーフレームに固定されるフロントアンダーランプロテクタバー取付ブラケットと、前記フロントアンダーランプロテクタバー取付ブラケットに車両幅方向に延出するように締結されるフロントアンダーランプロテクタバーとを備え、前記フロントアンダーランプロテクタバーは、車両幅方向に延びる前側のパイプと、前記前側のパイプよりも車両幅方向の長さが短く、かつ、前記前側のパイプより後方で前記フロントアンダーランプロテクタバー取付ブラケットよりも前方に配設される後側のパイプとを有し、前記フロントアンダーランプロテクタバーは、車両幅方向に延出するように配設され、前面が前記フロントアンダーランプロテクタバーのフロントフェイスを為すフロントプレートと、前記フロントプレートの後面と前記フロントアンダーランプロテクタバー取付ブラケットとの間に前記フロントプレートの長手方向又は高さ方向に沿って配設され、前記フロントアンダーランプロテクタバー取付ブラケットの塑性変形荷重よりも低い荷重で潰れるエネルギ吸収用の前記前側のパイプ及び前記後側のパイプと、前記後側のパイプと前記フロントアンダーランプロテクタバー取付ブラケットとの間に配設されるバックプレートと、前記フロントプレートの上端部と前記バックプレートの上端部との間に架け渡され、前記パイプの圧潰荷重よりも低い荷重で面座屈する上面プレートと、前記フロントプレートの下端部と前記バックプレートの下端部との間に架け渡され、前記パイプの圧潰荷重よりも低い荷重で面座屈する下面プレートとを有することを特徴とするエネルギ吸収型フロントアンダーランプロテクタ。