JP5958790B2

JP5958790B2 - 衝撃エネルギ吸収型アンダーランプロテクタ

Info

Publication number: JP5958790B2
Application number: JP2011250798A
Authority: JP
Inventors: 和彦山口
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2011-11-16
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2016-08-02
Anticipated expiration: 2031-11-16
Also published as: JP2013103685A

Description

本発明は、車両の衝突時に相手車両が受ける衝撃を緩和する衝撃エネルギ吸収型アンダーランプロテクタに関する。

特開２０００−２９６７４３号公報には、衝撃吸収型フロントアンダーランプロテクタが記載されている。この衝撃吸収型フロントアンダーランプロテクタは、シャシフレームに固定されるブラケットと、ブラケットに固定されるプロテクタと、ブラケットとプロテクタとの間に介設される衝撃エネルギ吸収装置とからなる。衝撃エネルギ吸収装置はエネルギ吸収体とこれを被包する管状体とからなる。衝突時に外力が作用すると、エネルギ吸収体が圧潰して衝撃エネルギを吸収する。

特開２０００−２９６７４３号公報

車両に配置されるエネルギ吸収体では、配置スペースの制約等の理由から外力（荷重）によって圧潰する際のストロークが制限される場合が多い。このような制限のもとでは、エネルギ吸収体の圧潰強度を高く設定すると吸収可能なエネルギの総量が大きくなり、圧潰強度を低く設定すると吸収可能なエネルギの総量は小さくなる。

従って、上記特許文献１の衝撃吸収型フロントアンダーランプロテクタにおいて、エネルギ吸収体の圧潰強度を高く設定すると、吸収可能な衝撃エネルギの総量は大きくなるが、軽自動車等の変形強度の小さい車両や、相対速度が小さい車両との衝突のように入力する荷重が小さい場合、エネルギ吸収体が圧潰せず、相手車両が受ける衝撃を十分に緩和することができないおそれがある。一方、エネルギ吸収体の圧潰強度を低く設定すると、上記の不都合は解消するが、エネルギ吸収体が吸収可能なエネルギの総量が小さいため、ＲＶ車等の変形強度が大きい車両や、相対速度が大きい車両との衝突のように入力する荷重が大きい場合、入力する衝撃エネルギに対して吸収可能なエネルギの総量が不足し、相手車両が受ける衝撃を十分に緩和することができないおそれがある。

そこで本発明は、衝突時の相手車両の変形強度や相対速度が大きく異なる場合であっても、相手車両が受ける衝撃を十分に緩和することができる衝撃エネルギ吸収型アンダーランプロテクタの提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明の車両の衝撃エネルギ吸収型アンダーランプロテクタは、アンダーランプロテクタと、エネルギ吸収複合体と、を備える。アンダーランプロテクタは、車両の車体フレームの前方又は後方の端部下方で車幅方向に延びる。エネルギ吸収複合体は、アンダーランプロテクタの後面又は前面に固定される複合体一端と、アンダーランプロテクタの後方又は前方で車体フレームに固定される複合体他端と、複合体一端と複合体他端との間で車両前後方向に並ぶ３個以上の複数のエネルギ吸収部とを有する。複数のエネルギ吸収部は、車両前後方向からの荷重を受けて圧潰する際の変形強度が小さい順に複合体一端から複合体他端に向かって並ぶ。複数のエネルギ吸収部は、最も複合体一端側に配置される一端側吸収部と、最も複合体他端側に配置される他端側吸収部と、一端側吸収部と他端側吸収部との間に配置される中間吸収部と、を含む。中間吸収部は、一端側吸収部の上面よりも上方に配置される上板部と、他端側吸収部の前面よりも前方に配置される後板部と、上板部と後板部とに固定され、一端側吸収部と離間して配置される側板部とを有し、一端側吸収部からの荷重を受けて圧潰することにより一端側吸収部の変形方向を他端側吸収部の変形方向に変更する。
中間吸収部の側板部は、三角形状であってもよい。

上記構成では、車両に他の車両が前方又は後方から衝突し、アンダーランプロテクタに車両前後方向から荷重が入力すると、アンダーランプロテクタの後面又は前面に固定されているエネルギ吸収複合体の複合体一端に荷重が負荷される。複合体他端は車体フレームに固定されているので、荷重によってエネルギ吸収複合体が車両後方又は前方に向かって圧潰し衝撃エネルギを吸収する。エネルギ吸収複合体は、圧潰する際の変形強度が小さい順に複合体一端から複合体他端に向かって並んでいるので、アンダーランプロテクタに荷重が入力すると、複合体一端に位置する変形強度が最も小さいエネルギ吸収部から圧潰が開始し、入力した衝撃エネルギが全て吸収されるまでエネルギ吸収部の圧潰が順次進行する。このため、入力する荷重が小さい場合であっても変形強度が小さいエネルギ吸収部が圧潰して衝撃エネルギを吸収する。また、入力する荷重が増大すると、変形強度が小さいエネルギ吸収部から順次圧潰して衝撃エネルギを吸収するので、広範囲での衝撃エネルギの吸収が可能となる。従って、衝突時の相手車両の変形強度や相対速度が大きく異なる場合であっても、衝突時の荷重に応じて衝撃エネルギが好適に吸収され、相手車両が受ける衝撃を十分に緩和することができる。

また、エネルギ吸収複合体には変形強度が異なる複数のエネルギ吸収部が変形強度が小さい順に並んでいるので、エネルギ吸収複合体は、荷重の入力位置に最も近いエネルギ吸収部から圧潰し、入力位置から離れる方向に圧潰が順次進行する。このため、複数のエネルギ吸収部が変形強度に係わりなく混在して並び、圧潰する部分と圧潰しない部分とが前後方向に混在して圧潰が進行する場合に比較して、エネルギ吸収複合体の変形モードが安定する。従って、広い範囲の衝撃エネルギを安定して吸収でき、相手車両が受ける衝撃を確実に緩和することができる。

また、複数のエネルギ吸収部は、第１エネルギ吸収部と、第２エネルギ吸収部としてのアンダーランプロテクタブラケットと、第３エネルギ吸収部とを含んでもよい。第１エネルギ吸収部は、アンダーランプロテクタの後面又は前面に固定される複合体一端を有し、複合体一端から車両後方又は車両前方に延びる。第２エネルギ吸収部としてのアンダーランプロテクタブラケットは、第１エネルギ吸収部の他端に固定され、第１エネルギ吸収部を介して前記アンダーランプロテクタを前記車体フレームに支持する。第３エネルギ吸収部は、アンダーランプロテクタブラケットの後面又は前面に固定される一端と、車体フレームに固定される集合体他端と、一端が集合体他端に向かって後上方又は前上方に傾斜して延びる傾斜部とを有する。

上記構成では、アンダーランプロテクタを車体フレームに支持するためのアンダーランプロテクタブラケットを第２エネルギ吸収部として利用し、アンダーランプロテクタブラケットよりも変形強度の小さい第１エネルギ吸収部をアンダーランプロテクタとアンダーランプロテクタブラケットとの間に介設し、アンダーランプロテクタブラケットと車体フレームとを結合する傾斜部をアンダーランプロテクタブラケットよりも変形強度の大きい第３エネルギ吸収部とすることによって、３個のエネルギ吸収部が変形強度の小さい順に並んだエネルギ吸収複合体が形成される。このように、アンダーランプロテクタブラケットを利用しているので、コストの上昇や部品点数の増大を抑制することができる。

また、車両の前方又は後方に他の車両が衝突する際の態様は必ずしも一様ではなく荷重の入力の態様によっては、例えば第１エネルギ吸収部の圧潰が不十分なうちに、第２エネルギ吸収部であるアンダーランプロテクタブラケットも変形を開始する場合等が想定される。このような場合であっても、第３エネルギ吸収部が圧潰して第１及び第２エネルギ吸収部で吸収が不十分であった衝撃エネルギを吸収できる可能性がある。このように、エネルギ吸収複合体は、３個の構造の異なるエネルギ吸収部によって構成されているので、一部のエネルギ吸収部が十分に機能しない場合であっても、他のエネルギ吸収部による衝撃エネルギの吸収が可能となり、衝撃エネルギ吸収の信頼性が向上する。

本発明によれば、衝突時の相手車両の変形強度や相対速度が大きく異なる場合であっても、相手車両が受ける衝撃を十分に緩和することができる。

本発明に係わる衝撃エネルギ吸収型フロントアンダーランプロテクタを備えたキャブオーバートラックの模式側面図である。本発明の実施形態に係わる衝撃エネルギ吸収型フロントアンダーランプロテクタの模式側面図である。本発明の実施形態に係わる衝撃エネルギ吸収型フロントアンダーランプロテクタの模式斜視図である。本発明に係わる衝撃エネルギ吸収型リアアンダーランプロテクタを備えた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１〜３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、メインフレーム３と、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と、フロントアンダーランプロテクタブラケット（アンダーランプロテクタブラケット）６と、第１エネルギ吸収部７と、第３エネルギ吸収部８等を備えている。

メインフレーム３は、車両１の車幅方向両側で車両前後方向に延びており、クロスメンバ４によって、左右各メインフレーム３の前端部間が連結されている。フロントアンダーランプロテクタ（以下、ＦＵＰと称する）５は、矩形筒状に形成されてメインフレーム３の前端部下方で車幅方向に延びている。キャブ２の前端下部にはフロントバンパ部３０が設けられＦＵＰ５の前端部を覆っている。また、キャブ２に乗員が乗降する際の足場となるステップ部３１が、キャブ２の車幅方向外側の下端部からフロントバンパ部３０の後端部に沿って下方に延びている。フェンダ３２は、キャブ２の下部に固定されてフロントタイヤ３３の斜め前方上半分を覆っている。

なお、フロントアンダーランプロテクタブラケット（以下、ＦＵＰブラケットと称する）６と、第１エネルギ吸収部７と、第３エネルギ吸収部８とは、右側と左側とがそれぞれ同様の構成を有するため、以下ではその一方（左側）について説明し、他方（右側）についての説明を省略する。

ＦＵＰブラケット６は、上板部１２、前板部１３、下板部１５、後板部１４及び左右の側板部１６、１７を備えた略箱形状であり、フロントタイヤ３３よりも前方のメインフレーム３の前端部に固定されている。上板部１２は、メインフレーム３の下面３ａに締結されている。前板部１３及び後板部１４は、上板部１２の前端及び後端からそれぞれ下方に相対向して延びる。下板部１５の前端及び後端は、前板部１３と後板部１４のそれぞれ下端に結合している。左右の側板部１６，１７は略直角三角形状である。左側の側板部１６は、三角形の底辺部が車幅方向外側の上板部１２の端縁及び後板部１４の端縁に接合され、右側の側板部１７は、三角形の底辺部が車幅方向内側の上板部１２の端縁及び後板部１４の端縁にそれぞれ接合され、ＦＵＰブラケット６に開口部２１を形成する。ＦＵＰブラケット６は、第２エネルギ吸収部として機能し、後方への移動が規制されている場合、前板部１３側から予め設定された荷重以上の荷重が負荷されると変形し、ＦＵＰブラケット６に入力する衝撃エネルギを吸収する。本実施形態では、ＦＵＰブラケット６は、２００ｋＮ（キロニュートン）以上の荷重を受けて変形する変形強度を有している。

第１エネルギ吸収部７は、前後方向に延びる円筒状であり、本体９と前板（エネルギ吸収複合体一端）１０と後板（第１エネルギ吸収部他端）１１とを有し、ＦＵＰブラケット６とＦＵＰ５との間に介設されている。前板１０の後面は、本体９の前端部に固定され、前板１０の前面は、ＦＵＰ５の後面に固定されてＦＵＰ５を支持する。後板１１の前面は、本体９の後端部に固定され、後板１１の後面は、ＦＵＰ５ブラケットの前板部１３の前面に固定されている。本体９の内部には、前後方向に延びる格子状の仕切版（図示省略）が挿入されてハニカム構造を形成している。仕切板の端部は、それぞれ本体９の内周面及び前板１０，後板１１の内面に接合されている。第１エネルギ吸収部７は、後方への移動が規制されている場合、ＦＵＰ５側から予め設定された荷重以上の荷重が負荷されると圧潰し、第１エネルギ吸収部７に入力する衝撃エネルギを吸収する。本実施形態では、第１エネルギ吸収部７は、ＦＵＰブラケット６の設定荷重よりも小さい１５０ｋＮ以上の荷重を受けて変形する変形強度を有している。

第３エネルギ吸収部８は、ＦＵＰブラケット６の後方から斜め上方に延びる円筒状であり、本体（傾斜部）１８と前板（第３エネルギ吸収部一端）１９と後板（エネルギ吸収複合体他端）２０とを有している。前板１９の後面は、本体１９の前端部に固定され、前板１９の前面は、ＦＵＰブラケット６の後板部１４の後面に固定される。後板２０の前面は、本体１８の後端部に固定され、後板２０の後面はメインフレーム３の下面３ａに固定される。本体１８の内部には、前後方向に延びる格子状の仕切版（図示省略）が挿入されてハニカム構造を形成している。仕切板の端部は、それぞれ本体１８の内周面及び前板１９，後板２０の内面に接合されている。第３エネルギ吸収部８は、メインフレーム３によって後方への移動が規制されているので、ＦＵＰブラケット６側から予め設定された荷重以上の荷重が負荷されると圧潰し、第３エネルギ吸収部８に入力する衝撃エネルギを吸収する。本実施形態では、第３エネルギ吸収部８は、ＦＵＰブラケット６の設定荷重よりも大きい２５０ｋＮ以上の荷重を受けて変形する変形強度を有している。

すなわち、第１エネルギ吸収部７と第２エネルギ吸収部としてのＦＵＰブラケット６及び第３エネルギ吸収部８の３個のエネルギ吸収部によって、衝突時の荷重の入力位置であるＦＵＰ５の後面から変形強度の小さい順に並ぶエネルギ吸収複合体２２が形成されている。

本実施形態では、車両１の前方から他の車両が衝突すると、ＦＵＰ５に負荷された衝突時の荷重がＦＵＰ５の後面に固定された第１エネルギ吸収部７に入力する。第１エネルギ吸収部７は変形強度が低く設定されており、また第１エネルギ吸収部７よりも変形強度の大きいＦＵＰブラケット６によって後方への移動が規制されている。このため、例えば普通車両よりも変形強度の小さい軽自動車等の車両や、相対速度が小さい車両との衝突のように入力する荷重が小さい場合であっても、第１エネルギ吸収部７が後方に圧潰して衝撃エネルギが吸収される。

また、普通車両相当の変形強度の車両や、相対速度が中程度の車両との衝突のように入力する荷重がより増大すると、先ず第１エネルギ吸収部７が圧潰するが、第１エネルギ吸収部７の吸収可能なエネルギの総量よりも大きな衝撃エネルギが入力した場合は、第１エネルギ吸収部７の圧潰だけでは衝撃エネルギの吸収量が不足し、ＦＵＰブラケット６に荷重が負荷される。ＦＵＰブラケット６は、ＦＵＰブラケット６よりも変形強度の大きい第３エネルギ吸収部８によって後方への移動が規制されているので、入力する荷重によってＦＵＰブラケット６が変形して衝撃エネルギが吸収される。

また、普通車両よりも変形強度の大きいＲＶ車等の車両や、相対速度が大きい車両との衝突のように入力する荷重がさらに増大すると、第１エネルギ吸収部７が圧潰し、ＦＵＰブラケット６が変形するが、第１エネルギ吸収部７の圧潰とＦＵＰブラケット６の変形によって吸収可能なエネルギの総量よりも大きな衝撃エネルギが入力した場合は、第１エネルギ吸収部７の圧潰とＦＵＰブラケット６の変形だけでは衝撃エネルギの吸収量が不足し、第３エネルギ吸収部８に荷重が負荷される。第３エネルギ吸収部８はメインフレームによって他端が固定され後方への移動が規制されているので、入力した全ての衝撃エネルギが吸収されるまで斜め後上方へ圧潰する。

このように、本実施形態によれば、衝突時の相手車両の変形強度や相対速度が大きく異なる場合であっても、衝突時の荷重に応じて衝撃エネルギが好適に吸収され、相手車両が受ける衝撃を十分に緩和することができる。

また、本実施形態では、第１エネルギ吸収部７とＦＵＰブラケット６と第３エネルギ吸収部８とが変形強度の小さい順に並んでいる。このため、衝突時には、荷重の入力位置に最も近い第１エネルギ吸収部７から圧潰し、荷重の増大に応じてＦＵＰブラケット６及び第３エネルギ吸収部８へと荷重の入力位置から離れる方向に順次圧潰が進行するので、エネルギ吸収複合体２２の変形モードが安定する。従って、広い範囲の衝撃エネルギを安定して吸収でき、相手車両が受ける衝撃を確実に緩和することができる。

また、車両１の前方から他の車両が衝突する際の態様は必ずしも一様ではなく荷重の入力の態様によっては、例えば第１エネルギ吸収部７の圧潰が不十分なうちに、ＦＵＰブラケット６も変形を開始する場合等が想定されるが、このような場合であっても、第３エネルギ吸収部８が圧潰して第１エネルギ吸収部７及びＦＵＰブラケット６では吸収が不十分であった衝撃エネルギを吸収できる可能性がある。このように、エネルギ吸収複合体２２は、３個の構造の異なるエネルギ吸収部によって構成されているので、一部のエネルギ吸収部が十分に機能しない場合であっても、他のエネルギ吸収部による衝撃エネルギの吸収が可能となり、衝撃エネルギ吸収の信頼性が向上する。

また、３個のエネルギ吸収部からなるエネルギ吸収複合体２２を形成する際に、ＦＵＰブラケット６を第２エネルギ吸収部として利用しているので、コストの上昇や部品点数の増大を抑制することができる。

なお、各エネルギ吸収部に予め設定される荷重は、ＦＵＰブラケット６の変形強度が第３エネルギ吸収部８の変形強度よりも小さく、第１エネルギ吸収部７の変形強度がＦＵＰブラケット６の変形強度よりも小さく設定されていれば、個々のエネルギ吸収部への荷重の設定は任意であり、本実施形態で設定した荷重に限定されない。

また、第１エネルギ吸収部７及び第３エネルギ吸収部８の形状は円筒形状に限定されず、例えば矩形状等であってもよい。また、第１エネルギ吸収部７及び第３エネルギ吸収部８のエネルギ吸収構造はハニカム構造に限定されることはなく、例えば中空円筒が圧潰するエネルギ吸収構造等であってもよい。また、ＦＵＰブラケット６の形状は本実施形態の形状に限定されず、例えば開口部２１等を有しなくてもよい。

また、エネルギ吸収部の数は３個以上であってもよい。この場合は、衝突時の相手車両の変形強度や相対速度が大きく異なる場合であっても、衝突時の荷重に応じて衝撃エネルギがより好適に吸収され、相手車両が受ける衝撃を十分に緩和することができる。

また、本実施形態では、エネルギ吸収複合体２２を、車両１の前方に配置されるＦＵＰ５に適用したが、図４に示すように、車両１の後方（メインフレーム３の後部下方）に配置されるリアアンダーランプロテクタ３４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、大型車両のフロントアンダーランプロテクタ又はリアアンダーランプロテクタとして広く適用可能である。

１車両
２キャブ
３メインフレーム（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フロントアンダーランプロテクタブラケット（アンダーランプロテクタブラケット）
７第１エネルギ吸収部
８第３エネルギ吸収部
２２エネルギ吸収複合体
３４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

車両の車体フレームの前方又は後方の端部下方で車幅方向に延びるアンダーランプロテクタと、
前記アンダーランプロテクタの後面又は前面に固定される複合体一端と、前記アンダーランプロテクタの後方又は前方で前記車体フレームに固定される複合体他端と、前記複合体一端と前記複合体他端との間で車両前後方向に並ぶ３個以上の複数のエネルギ吸収部とを有するエネルギ吸収複合体と、を備え、
前記複数のエネルギ吸収部は、車両前後方向からの荷重を受けて圧潰する際の変形強度が小さい順に前記複合体一端から前記複合体他端に向かって並び、
前記複数のエネルギ吸収部は、最も複合体一端側に配置される一端側吸収部と、最も複合体他端側に配置される他端側吸収部と、前記一端側吸収部と前記他端側吸収部との間に配置される中間吸収部と、を含み、
前記中間吸収部は、前記一端側吸収部の上面よりも上方に配置される上板部と、前記他端側吸収部の前面よりも前方に配置される後板部と、前記上板部と前記後板部とに固定され、前記一端側吸収部と離間して配置される側板部とを有し、前記一端側吸収部からの荷重を受けて圧潰することにより前記一端側吸収部の変形方向を前記他端側吸収部の変形方向に変更する
ことを特徴とする衝撃エネルギ吸収型アンダーランプロテクタ。
請求項１に記載の衝撃エネルギ吸収型アンダーランプロテクタであって、
前記中間吸収部の前記側板部は、三角形状である
ことを特徴とする衝撃エネルギ吸収型アンダーランプロテクタ。