JP6725468B2 - 車両用プロテクタ部材 - Google Patents

Description

本発明は、車両の前後方向端に配置される車両用プロテクタ部材に関する。

大型バスやトラック車両といった車高の高い車両には、シャーシフレームと路面との間へ乗用車等の潜り込みを防止するため、シャーシフレームの前後端部にプロテクタ部材（アンダランプロテクタ）が装着されている。
こうしたプロテクタ部材には、中空部材が用いられる。近時では特許文献１にも開示されているように中空部材の強度の向上を図るために、中空部材の内部に中板を設けるという手法によって補強することが行われている。

特開２００３−２７６５３５号公報

プロテクタ部材は、強度だけでなく、製造コストや軽量化の点も重要視される。
しかしながら、上記のような中板が設けられる中空部材は、一般的に鋳造により製造されることから製造コストが増大する。しかも、中空部材自体の重量が高重量化するために、車両の燃費の悪化やトラックの積載可能量の低下を招くおそれがある。

そこで、本発明の目的は、プロテクタ部材の強度を維持しつつ、製造コストを抑制し、かつ当該プロテクタ部材の軽量化に寄与することができる車両用プロテクタ部材を提供することにある。

本発明の態様は、車両の前後方向の端において車幅方向に沿って配置され、複数回屈曲された単一の金属板からなるプロテクタ部材であって、金属板からなり、車両の中心側に面する第１の面と、第１の面と対向する第２の面と、第１の面と第２の面とを車高方向上側で接続する第３の面と、第１の面と第２の面とを車高方向下側で接続する第４の面を備え、前記車幅方向に延びる中空部材と、金属板の端部からなり、第１の面と第２の面との間に設けられ、車幅方向に延びる中間板と、を含み、中空部材の第１の面または第３の面は車両に接続され、中空部材が車幅方向の中央領域と、車幅方向の端部領域と、中央領域と端部領域の間の領域であって車両と接続される中間領域とを備えるとき、中間板は中間領域において第１の面と第２の面とを連続するものとした。

すなわち、中空部材の車幅方向において接続部材と接続する領域は、衝撃荷重を受け止める部位として、最も重要視される部分である。
そのため中空部材は、車幅方向の中央領域、車幅方向の端部領域、中央領域と端部領域との間の車両と接続される中間領域とに分け、中空部材内に配置される中間板を、中間領域における車体側の第１の面と反対側の第２の面とだけを連続するよう設けて、中間板にて車両と接続される領域だけを重点に補強するものとした。これにより、プロテクタ部材は適切に強度が維持される。
しかも、中空部材の全体は、単一の金属板を複数回屈曲して、内部に中間板を備え車幅方向に延びる筒形にした構造なので、鋳造による製造に比べ、製造コストは安価ですむ。そのうえ、軽量化も図れる。

また、中間板の中央領域と両端領域とには切欠きを有する。これにより、中空部材の加工に影響を与えずに、軽量化が進められる。
好ましくは、中間板を台形形状にする。これにより、中間板の車幅方向両端側は、衝撃時の衝撃荷重が加わると徐々に変形しやすくなるので、プロテクタ部材の衝撃吸収性は増す。
好ましくは、中間板の角部を円弧形状にする。これにより、中間板は、衝撃時の衝撃荷重が加わると角部から徐々に変形するので、更にプロテクタ部材の衝撃吸収性は増す。

本発明の第１の実施形態に係る態様となる車両に組み付けられた車両用プロテクタを示す斜視図。 同車両用プロテクタを構成する中空部材を示す一部を切欠した斜視図。 図２中のＡ−Ａ線に沿う中空部材の中間領域における断面図。 図２中のＢ−Ｂ線に沿う中空部材の端部領域における断面図。 中空部材を構成する単一の金属板を示す斜視図。 同単一の金属板の複数の屈曲で中空部材が形成される工程を説明する断面図。 本発明の第２の実施形態に係る態様を示す車両用プロテクタの一部を切欠した斜視図。 本発明の第３の実施形態に係る態様を示す車両用プロテクタの一部を切欠した斜視図。 本発明の第４の実施形態に係る態様を示す断面図。

以下、本発明を図１〜図６に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
図１は、例えば運送を目的とするトラック等の商用車（車両）を示し、図１中１は同車両のシャーシフレームを示している。シャーシフレーム１は、車両の前後方向に延びる一対のサイドレール３と車幅方向に延びるクロスメンバ（図示しない）を組み合わせたラダー形の構造が用いられる。このシャーシフレーム１の車両前部に、キャビンやパワーユニット（いずれも図示しない）が搭載され、車両後部に、荷箱５が搭載される。

この車両の前後方向の端となる、シャーシフレーム１の車両方向の端部、具体的にはサイドレール３の前端部および後端部の少なくとも一方には、車両用プロテクタ部材７（アンダランプロテクタ：以下、単にプロテクタという）が設けられている。図１には、車両の後端部のプロテクタ部材７しか図示はしていない。これらプロテクタ７は、車幅方向に沿って配置され、シャーシフレーム１と路面（図示しない）との間へ乗用車等が潜り込むのを防止する。
これらプロテクタ７には、車両前後共、同じ構造が採用されている。このため本実施形態は、車両の後端に配置されるプロテクタ７について説明する。

すなわち、図１および図２に示されるようにプロテクタ７は、車両の車幅方向に沿って延びる部品である。このプロテクタ７が、サイドレール３の後端部から下方へ突き出る一対のステー９の先端に固定される。ちなみに一対のステー９には、車両後方へ延び、延出端に車高方向に延びる取付座１０を有した部品が用いられる。プロテクタ７は、この取付座１０の車両後方に臨む取付面に組み付く。

このプロテクタ７には、強度が適切に維持されること、製造コストが安価であること、軽量であることなどが求められる。
そのため、プロテクタ７には、図５および図６に示されるような単一の金属板１３を複数回屈曲した加工で構成された角筒形の中空部材１５を主要部として、この中空部材１５に適切に強度を確保する構造や、軽量化を進める構造が施す構造が用いられている。

すなわち、プロテクタ７の主要部となる中空部材１５は、例えばロールフォーミング加工によって構成される。例えば中空部材１５は、図５に示されるように単一の長方形状の金属板１３の所定位置に、長手方向に延びる複数の折曲げ線１３ａを設定し、ロールフォーミング加工機（図示しない）による成形工程で成形される。具体的には例えば中空部材１５は、図６（ａ）〜（ｅ）に示されるように金属板１３の一方の端部１４ａを折曲げ線１３ａにならい屈曲して起立させる。そして、この状態から、残る金属板１３を折曲げ線１３ａにならいロールさせつつ複数回屈曲させ、最後に、他方の端部１４ｂを起立するというロールフォーミング加工が行われて成形される。図６（ｅ）中には、後述する第１〜第４の面１７ａ〜１７ｄを示す符号が付されている。

これにより、中空部材１５は、図２の斜視図、図３の断面図（図２中のＡ−Ａ線）、図４の断面図（図２中のＢ−Ｂ線）に示されるように車体端に配置可能であり、金属板１３の端部１４ａが中空部分に配置される角筒形に構成される。具体的には中空部材１５は、図２〜図４に示されるように車両の中央側に面する左側壁を第１の面１７ａとし、第１の面１７ａと対向する反対側の右側壁を第２の面１７ｂとし、上壁を第１の面１７ａと第２の面１７ｂとを車高方向上側で接続する第３の面１７ｃとし、下壁を第１の面１７ａと第２の面１７ｂとを車高方向下側で接続する第４の面１７ｄとし、金属板１３の端部１４ａを、第１の面１７ａと第２の面１７ｂとの間に配置される中間板１７ｅとした角筒形に構成してある。中間板１７ｅは第３の面１７ｃと第４の面１７ｄとの中間位置で車幅方向に延びている。ちなみに、中間板１７ｅをなす金属板１３の端部１４ａは、溶接により第２の面１７ｂに接合され、第１の面１７ａをなす金属板１３の端部１４ｂは、中間板１７ｅのコーナー部に接合される。図３および図４中の符号１８はその接合部分を示している。

また図２に示されるように第１の面１７ａの車幅方向中央、すなわち車両のステー９の取付座１０と対向する左側壁には、複数、例えば４個のボルト挿通穴１９ａが設けられる。さらに左側壁の内面には、各ボルト挿通穴１９ａに連ねてナット１９ｂ（本願の接続部材に相当）が設けられている。つまり、図２および図３に示されるように中空部材１５の第１の面１７ａは、ボルト２０の螺挿により、車両側であるステー９に締結（接続）される構造となっている。これにより中空部材１５は、車両の後端部に車幅方向に沿って組み付く。ちなみに中空部材１５の両端の開口は、カバー２１で閉塞される（図１）。

こうした中空部材１５は、車幅方向において、ステー９が接続される領域が最も強度が求められる部位である。
そのため中空部材１５は、図２に示されるように車幅方向の中央領域α（ステー９，９間の領域）と、車幅方向の両端側の端部領域βと、中央領域αと端部領域βとの間の、ナット１９ｂが配置された座面２２と車両前後方向において連なる領域、すなわち強度が求められるナット１９ｂと接続する中間領域γとに分けることができる。

この中空部材１５の強度が適切に確保されるよう、補強部材である中間板１７ｅは、中間領域γにおいてだけ第１の面１７ａと第２の面１７ｂとの間を連続するよう設けている。具体的には、中間板１７ｅにて、最も強度が求められる中間領域γだけを補強する構造にして、他の強度的に問題のない領域については中間板１７ｅの大部分は無いものとしている。つまり、中空部材１５は、中間板１７ｅの配置される中間領域γにおいて最も大きな強度が与えられ、車幅方向端側へ向かうにしたがい強度が小さくなる構成としている。これにより、中空部材１５には適切に強度が与えられる。

また中間板１７ｅは、第１の面１７ａから第２の面１７ｂに向かい若干、先細形状となる台形形状に形成されている（図２中の平面視）。ちなみに本実施形態では、４５°に傾いた斜辺１４ｃをもつ台形形状の中間板１７ｅが用いられる。この台形形状の中間板１７によって、斜辺１４ｃの有る領域ηを、加わる衝撃荷重で徐々に変形する部位としている。台形形状の中間板１７ｅにおける角部１７ｘは、この変形モードが適切に発揮されよう、円弧形状にしてある。

なお、中間板１７ｅの中央領域α、端部領域βには、単に中間板１７ｅを無くす構造ではなく、図４および図５中の二点鎖線で示されるような折曲げ線１３ａ付近を残して切欠する切欠部２３（本願の切欠きに相当）にしてある。この切欠部２３により、中空部材１５を製造するロールフォーミング加工に影響を与えずに、中空部材１５の強度や重量が調整できる構造としている。

以上のようにプロテクタ７は、単一の金属板１３を屈曲により成形した筒形の中空部材１５から構成する構造、さらには金属板１３の端部１４ａでなる中間板１７ｅを、最も強度が求められる部位である中間領域γだけに設ける構造により、鋳造で製造する場合に比べ、軽量、さらには製造コストの低減を図ることができる。しかも、容易にプロテクタ７に求められる強度や強度分布を維持することができる。

よって、本実施形態のプロテクタ７は、適切に強度を維持できるうえ、製造コストが抑制でき、かつ軽量化に寄与できる。
しかも、中間板１７ｅの中央領域αと両端領域βとは、切欠部２３を有する構造としたので、中空部材１５を製造する成形加工、すなわちロールフォーミング加工に影響を与えずに、軽量化を図ることができる。

そのうえ、台形形状の中間板１７ｅを用いたことにより、中空部材１５は、台形形状の斜辺１４ｃを利用して、加わる衝撃荷重に対し徐々に変形する性能を与えることができるので、一層、プロテクタ７の衝撃吸収性が増大させることができる。

さらに台形形状の中間板１７ｅの角部１７ｘを円弧形状にしたことにより、更に中間板１７ｅには、角部１７ｘから徐々に変形する性能が与えられるので、一層、プロテクタ７の衝撃吸収性を増大させることができる。

図７は本発明の第２に実施形態を示す。
本実施形態は、中間領域γに配置されている中間板１７ｅを、ステー９が接続される領域ａと、同領域ａと端部領域γとの間に存する領域ｂとに分け、このうちの領域ｂに開口部２５を設けたものである。
特に開口部２５は、中空部材１５の強度や加工性に影響を与えることがないよう、座面２２や中間板１７ｅの先端や中空部材１５のコーナー部などと接近しない程度の大きさや位置に形成される。本実施形態では、車幅方向に延びる長穴を開口部２５として設けている。

このように開口部２５を設けると、プロテクタ７は、車幅方向端側が強度の最も小さい端部領域βとなり、座面２２の配置される領域ａが、強度の最も大きい領域となり、これら領域ａと端部領域βとの間の領域ｂは、中間の強度をもつ領域となる。

これにより、プロテクタ７には、座面２２の有る位置から車幅方向端側へ向かうにしたがい強度が順に低下する強度分布が形成されるので、求められる強度を効果的に確保することができる。なお、開口部２５の大きさや形状や数量は、中空部材１５の強度や加工性に影響を与えなければ、どのようなものでも構わない。

図８は本発明の第３に実施形態を示す。
プロテクタ７の端部は、運転者の足をかけて荷箱などへ昇降するためのステップとして利用されることは知られている。

そこで、本実施形態は、この運転者の昇降利便性を維持しつつ、プロテクタ７の軽量化を図るために、強度的に問題の無いプロテクタ７の端部領域βにおいて、昇降利便性を確保するために第３の面１７ｃにはそのままに、第４の面１７ｄだけに開口部２７を設けたものである。本実施形態では、大小２個の開口を開口部２７としている。

こうした開口部２７の形成により、更なるプロテクタ７の軽量化を図ることができる。
むろん、第２の実施形態と第３の実施形態とを組み合わせても構わない。

図９は本発明の第４の実施形態を示す。
本実施形態は、車両のステーがプロテクタ７の側部を固定する形式でなく、プロテクタ７の上部を固定する形式の場合を示している。
具体的には本実施形態は、第１の実施形態のようにプロテクタ７の第１の面１７ａにナット１９ｂ（接続部材）を設け、第１の面１７ａを用いて側部固定式のステー９に固定するのではなく、プロテクタ７の第３の面１７ｃにナット２９ｂを設けて、第３の面１７ｃを用いて、ボルト３０で上部固定式のステー３９に固定したものである。
このような構造を用いてもプロテクタ７は、第１の実施形態と同様の効果を奏する。

但し、第２〜４の実施形態において第１の実施形態と同じ部分には、同一符号を付してその説明を省略した。
なお、本発明は、上述した第１〜４の実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。

７ プロテクタ（プロテクタ部材）
１３ 単一の金属板
１５ 中空部材
１７ａ 第１の面
１７ｂ 第２の面
１７ｃ 第３の面
１７ｄ 第４の面
１７ｅ 中間板
１７ｘ 角部
１９ｂ ナット（接続部材）
２３ 切欠部（切欠き）
α 中央領域
β 端部領域
γ 中間領域

Claims (3)

1. 車両の前端または後端において車幅方向に沿って配置され、複数回屈曲された単一の金属板からなるプロテクタ部材であって、
   前記金属板からなり、前記車両の中心側に面する第１面と、前記第１の面と対向する第２の面と、前記第１の面と前記第２の面とを車高方向上側で接続する第３の面と、前記第１の面と前記第２の面とを車高方向下側で接続する第４の面を備え、前記車幅方向に延びる中空部材と、
   前記金属板の端部からなり、前記第１の面と前記第２の面との間に設けられ、前記車幅方向に延びる中間板と、を含み、
   前記中空部材の前記第１の面または前記第３の面は前記車両に接続され、
   前記中空部材が車幅方向の中央領域と、車幅方向の端部領域と、前記中央領域と前記端部領域の間の領域であって前記車両と接続される中間領域と、を備えるとき、前記中間板は前記中間領域において前記第１の面と前記第２の面とを連続し、前記中間板は、前記中央領域と前記両端領域とに切欠きを有していることを特徴とする車両用プロテクタ部材。
2. 前記中間板は、台形形状であることを特徴とする請求項１に記載の車両用プロテクタ部材。
3. 前記中間板は、角部が円弧形状であることを特徴とする請求項２に記載の車両用プロテクタ部材。

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