JP7420670B2 - 車両 - Google Patents

Description

本開示は、車両に関する。

トラック等の車両に適用される構造として、例えば特許文献１に記載の車両の前端構造がある。この従来の車両の前端構造では、バンパーリーンフォースに対して上方向にずれた位置に配置された第１コア部と、下方向側にずれた位置に配置された第２コア部とによって熱交換器が構成されている。第１コア部と第２コア部との間には、両コア部間の隙間を閉塞する断面コの字状の閉塞部材が配置され、衝突時に歪み変形したバンパーリーンフォースが閉塞部材内に入り込むようになっている。

特開２００４－２７６７０１号公報

従来、ディーゼルエンジン等の内燃機関を搭載した車両では、いわゆるＣａｒ ｔо Ｃａｒ衝突が生じた場合に、車体前部に配置されたエンジンが被衝突車のメインフレーム等に当たることによって衝突エネルギーの吸収が図られていた。しかしながら、車体前部に蓄電池ユニット又は燃料電池ユニットが配置されたエンジン非搭載の車両では、当該部分にインバータ等の小型の機器のみが配置されるため、衝突エネルギーを十分に吸収するための構成が必要となっていた。

本開示は、上記課題の解決のためになされたものであり、エンジン非搭載であっても衝突エネルギーを十分に吸収できる車両を提供することを目的とする。

本開示の一側面に係る車両は、車体前部に蓄電池ユニット又は燃料電池ユニットが配置されたエンジン非搭載の車両であって、車両の前後方向に延在する一対のメインフレームと、一対のメインフレーム間において、メインフレームの前部上方となる位置に配置された衝撃吸収部と、衝撃吸収部の後端側に結合されると共に、メインフレームに結合された衝撃伝達部と、を備える。

この車両では、従来のエンジン搭載車両におけるエンジンでの衝突エネルギーの吸収に代えて、一対のメインフレーム間のメインフレームの前部上方となる位置に配置された衝撃吸収部によって衝突エネルギーを吸収することができる。また、この車両では、衝撃吸収部の後端側に衝撃伝達部が結合され、当該衝撃伝達部がメインフレームに結合されている。これにより、この車両では、衝撃吸収部に入力された衝突エネルギーを衝撃伝達部を介してメインフレームに効率的に逃がすことができ、エンジン非搭載であっても衝突エネルギーを十分に吸収できる。

衝撃伝達部は、車両の幅方向に延在して衝撃吸収部の後端側に結合された支持部と、支持部における車両の幅方向の両縁部に結合され、メインフレームの長手方向に沿って延在する一対の側板と、を有し、一対の側板の後端側における車両の高さ方向の幅は、車両の後方側に向かう程小さくなっていてもよい。この場合、衝撃吸収部が支持部で支持されることで衝突エネルギーを衝撃吸収部によってしっかりと受けることができる。また、側板の車両の高さ方向の幅が車両の後方側に向かう程小さくなっていることで、衝撃吸収部に入力された衝撃エネルギーを支持部から側板を介してメインフレームに効率良く伝達させることが可能となる。

側板の下端部には、車両の幅方向に張り出す張出部が設けられ、側板は、張出部をメインフレームの上面部に結合することによってメインフレームに固定されていてもよい。この場合、側板の張出部とメインフレームの上面部との結合により、衝撃吸収部に入力された衝突エネルギーを側板を介して一層効率的にメインフレームに伝達することができる。

側板には、張出部と略平行に車両の幅方向に張り出すと共に、支持部に結合された補強板が設けられていてもよい。かかる補強板により側板の強度を向上させることが可能となり、側板の変形や破損による衝突エネルギーの伝達効率の低下を抑制できる。

支持部は、衝撃吸収部の結合面と反対側の面に結合され、車両の幅方向に延在する中空部材を有していてもよい。この場合、中空部材によって支持部の強度を十分に高めることが可能となり、支持部の変形や破損による衝突エネルギーの伝達効率の低下を抑制できる。

中空部材の内部には、車両の幅方向に延在する補強板が設けられていてもよい。この場合、中空部材の強度が補強板によって高められ、支持部の強度を一層十分に高めることが可能となる。したがって、支持部の変形や破損による衝突エネルギーの伝達効率の低下をより確実に抑制できる。

蓄電池ユニット又は燃料電池ユニットを冷却する冷却部を備え、冷却部は、衝撃吸収部よりも上方又は下方の少なくとも一方の位置に配置されていてもよい。この場合、衝突エネルギーの入力を受けた衝撃吸収部が変形して冷却部に干渉することを防止できる。したがって、冷却部の変形や破損によって車両の運転席回りのスペースが狭小化してしまうことを回避でき、衝突時の安全性を高めることができる。

本開示によれば、エンジン非搭載であっても衝突エネルギーを十分に吸収できる。

本開示の一実施形態に係る車両の要部を示す概略図である。 衝撃伝達部及び衝撃吸収部の斜視図である。 衝撃伝達部及び衝撃吸収部の正面図である。 衝撃伝達部及び衝撃吸収部の側面図である。 衝突時の車両の状況を示す概略図である。

以下、図面を参照しながら、本開示の一側面に係る車両の好適な実施形態について詳細に説明する。

［車両の概略構成］
図１は、本開示の一実施形態に係る車両の要部を示す概略図である。図１に示す車両１は、例えば蓄電池を動力源とするエンジン非搭載のトラック車両として構成されている。図１では、車両１の前部のキャブフロア下の構成を示している。同図に示すように、車両１は、蓄電池ユニット２と、冷却部３と、一対のメインフレーム４，４と、衝撃吸収部５と、衝撃伝達部６と、を含んで構成されている。なお、車両１は、燃料電池を動力源とするエンジン非搭載のトラック車両としても構成され得る。この場合、蓄電池ユニット２に代えて、燃料電池ユニットが配置される。以下の説明において、構成部材同士の結合には、特に制限はなく、溶接、ボルト－ナット接合、リベット接合などの各種の手法を適宜用いることができる。

蓄電池ユニット２は、車両１の動力源の一部であり、インバータ等を含んで構成されている。図１の例では、蓄電池ユニット２は、車両１の前後方向に延在する一対のメインフレーム４，４の間において、衝撃伝達部６の上方に配置されている。蓄電池ユニット２は、例えば一対のメインフレーム４，４間に橋架された支持部材（不図示）に固定されていてもよいし、一対のメインフレーム４，４に直接固定されていてもよい。

冷却部３は、蓄電池ユニット２を冷却する部分である。冷却部３は、熱交換を行うラジエータ８と、ファン９とを含んで構成されている。本実施形態では、冷却部３は、衝撃吸収部５を上下に挟むように一対に設けられている。一対の冷却部３，３は、一対のメインフレーム４，４の間において、衝撃吸収部５よりも上方となる位置及び衝撃吸収部５よりも下方となる位置にそれぞれ配置されている。これらの冷却部３，３は、例えば車両１の前輪１１よりも前方に位置している。なお、冷却部３は、衝撃吸収部５よりも上方となる位置及び衝撃吸収部５よりも下方となる位置の一方のみに配置されていてもよい。

メインフレーム４は、車両１のシャシーを構成する左右一対の部材であり、車両１の前後方向に延在している。メインフレーム４，４の前端には、車両１の幅方向に延在するクロスメンバ１０が結合されている。クロスメンバ１０は、例えばメインフレーム４，４の前端部分に固定された支持フレーム１２を介してメインフレーム４，４に結合されている。

［衝撃伝達部及び衝撃吸収部の構成］
次に、衝撃吸収部５及び衝撃伝達部６の構成について詳述する。

図２は、衝撃伝達部及び衝撃吸収部の斜視図である。また、図３は、その正面図であり、図４は、その側面図である。図２～図４に示すように、衝撃吸収部５及び衝撃伝達部６は、上述したメインフレーム４に対して結合されている。

メインフレーム４は、例えば断面略Ｃ字状の金属製の型材によって構成されている。メインフレーム４は、車両１の幅方向を向く側面部４ａと、側面部４ａの上下端から側面部４ａと直交して車両１の幅方向中央側に張り出す上面部４ｂ及び底面部４ｃとを有している。上面部４ｂ及び底面部４ｃは、いずれも一定の幅で平坦な形状をなしている。また、メインフレーム４の前端部分の上部には、矩形の切欠部Ｋが設けられている。これにより、側面部４ａ及び底面部４ｃは、上面部４ｂよりも車両１の前方に突出し、当該突出部分は、上述した支持フレーム１２との結合代となっている。

衝撃吸収部５は、衝突時の衝撃を吸収する金属製の部材である。衝撃吸収部５は、一対のメインフレーム４，４の間において、メインフレーム４の前部上方となる位置に配置されている。衝撃吸収部５の高さ位置は、いわゆるＣａｒ ｔо Ｃａｒ衝突を考慮し、かかる衝突が生じた場合に被衝突車のメインフレーム等に当たる位置を想定して定められている。この位置は、例えば従来のエンジン搭載車両におけるエンジンの配置位置に対応したものであってもよい。

衝撃吸収部５は、例えばハニカム構造を有するクラッシュボックス２１を含んで構成されている。本実施形態では、４体のクラッシュボックス２１が、車両１の幅方向に等間隔に配列されている。クラッシュボックス２１の前方には、４体のクラッシュボックス２１の正面形状に応じた面積を有する略矩形状の衝突面板２２が配置されている。衝突面板２２は、４体のクラッシュボックス２１の前端側に結合されている。

衝撃伝達部６は、衝撃吸収部５で受けた衝撃荷重をメインフレーム４に伝達する金属製の部材である。衝撃伝達部６は、衝撃吸収部５の後端側に配置されている。衝撃伝達部６は、支持部２３と、側板２４とを備えている。

支持部２３は、衝撃伝達部６の前部を構成し、衝撃吸収部５を支持する部分である。支持部２３は、メインフレーム４の上方において、車両１の幅方向に延在し、衝撃吸収部５におけるクラッシュボックス２１の後端側を支持している。本実施形態では、支持部２３は、支持板２５と、中空部材２６とによって構成されている。

支持板２５は、金属製の略矩形かつ平板部材である。支持板２５は、例えば衝突面板２２と略同形状をなしており、当該衝突面板２２との間でクラッシュボックス２１を挟むように配置されている。支持板２５の前面側は、クラッシュボックス２１の後端側に結合されている。

中空部材２６は、支持部２３の基体をなす金属製の部材である。中空部材２６は、図４に示すように、２つの断面略Ｃ字状のチャネル鋼２８，２８を組み合わせることによって形成され、断面略矩形の内部空間Ｕを有している。中空部材２６は、支持板２５と同程度に車両１の幅方向に延在し、中空部材２６の前面側は、支持板２５における衝撃吸収部５の結合面とは反対側の面、すなわち、支持板２５の背面側に結合されている。

中空部材２６の内部空間Ｕには、車両１の幅方向に延在する補強板３０が配置されている（図４参照）。本実施形態では、内部空間Ｕにおいて、２体の補強板３０，３０が上下に離間した状態で略水平に配置されている。補強板３０の幅方向の縁部は、中空部材２６の前面側の壁部及び背面側の壁部にそれぞれ結合されている。

側板２４は、車両１の幅方向において、衝撃伝達部６の両翼となる左右一対の部材である。側板２４は、例えば金属製の型材によって断面略Ｌ字状となるように構成されている。側板２４は、側面部３１と、張出部３２とを有している。

側面部３１は、メインフレーム４の上面部４ｂに接するように当該上面部４ｂに直交する向きに配置され、メインフレーム４と同方向に延在している。側面部３１は、車両１の正面視において、衝突面板２２及び支持板２５よりも僅かに車両１の幅方向の外側に位置している（図３参照）。この側面部３１の前端側は、高さ方向について等幅となっており、メインフレーム４の上面部４ｂよりも車両１の前方に突出した状態で、支持部２３（支持板２５及び中空部材２６）における車両１の幅方向の縁部に結合されている。側面部３１の後端側は、側面部３１とメインフレーム４の上面部４ｂとが接する位置の近傍から側面部３１の後端にかけて側面部３１の上端の高さが徐々に小さくなっている。これにより、側面部３１の後端側における車両１の高さ方向の幅は、車両１の後方側に向かう程小さくなっている。

張出部３２は、側面部３１の下端から側面部３１と直交して車両１の幅方向中央側に張り出し、側面部３１と略同じ長さでメインフレーム４と同方向に延在している。張出部３２の高さ位置は、車両１の正面視において、衝突面板２２及び支持板２５の下端に対応している（図３参照）。この張出部３２は、メインフレーム４の上面部４ｂと当接し、当該上面部４ｂに結合されている。張出部３２がメインフレーム４の上面部４ｂと結合することにより、側板２４とメインフレーム４との結合がなされ、衝撃吸収部５に入力された衝突エネルギーが衝撃伝達部６を介してメインフレーム４に伝達される伝達経路が構築されている。

また、側板２４には、図２及び図４に示すように、張出部３２と略平行に車両１の幅方向中央に向かって張り出す金属製の補強板３３が設けられている。補強板３３は、支持部２３と側板２４とを繋ぐように平面視において略Ｌ字状に形成されている。本実施形態では、補強板３３は、上部補強板３４と、下部補強板３５とによって構成されている。上部補強板３４と下部補強板３５とは、車両１の高さ方向に互いに離間した状態で、いずれもメインフレーム４と同方向に延在している。

上部補強板３４は、側板２４の側面部３１の内面側に結合された側方結合部３４ａと、中空部材２６の背面側に結合された前方結合部３４ｂとを有している。側方結合部３４ａ及び前方結合部３４ｂは、例えば側板２４の張出部３２と略等幅に形成されている。

側方結合部３４ａは、側面部３１の後端まで延びており、側面部３１の上端からはみ出さないように、側面部３１の上端の傾斜角度よりも僅かに大きい角度でメインフレーム４の上面部４ｂに対して傾斜している。前方結合部３４ｂは、側方結合部３４ａの前端から車両１の幅方向の中心に向かって略直角に突出し、中空部材２６の背面側において車両１の幅方向の縁部に結合されている。なお、本実施形態では、側方結合部３４ａと前方結合部３４ｂとがなす隅部Ｒには、円弧状の面取りがなされている。

下部補強板３５は、上部補強板３４と同様に、側板２４の側面部３１の内面側に結合された側方結合部３５ａと、中空部材２６の背面側に結合された前方結合部３５ｂとを有している。側方結合部３５ａ及び前方結合部３５ｂは、例えば側板２４の張出部３２と略等幅に形成されている。

側方結合部３５ａは、上部補強板３４における側方結合部３４ａに当たらないような長さで、メインフレーム４の上面部４ｂと略平行に延在している。前方結合部３５ｂは、側方結合部３４ａの前端から車両１の幅方向の中心に向かって略直角に突出し、中空部材２６の背面側において車両１の幅方向の縁部に結合されている。なお、本実施形態では、上部補強板３４と同様に、側方結合部３４ａと前方結合部３４ｂとがなす隅部Ｒには、円弧状の面取りがなされている。

［作用効果］
図５は、衝突時の車両の状況を示す図である。同図の例では、従来の車両Ｃ１及び車両Ｃ２において、メインフレーム１０４の前部の高さが後部の高さよりも低くなっている。この場合、進行方向の前方に位置する車両（被衝突車）Ｃ１の後部に後続の車両（衝突車）Ｃ２の前部が衝突すると、車両Ｃ２のメインフレーム１０４の前部上方となる位置に、車両Ｃ１のメインフレーム１０４の後部が当たることとなる。

ここで、衝突車である車両Ｃ２が図５の仮想線で示すようにエンジンＥを搭載する車両である場合、メインフレーム４の前部上方となる位置にエンジンＥが位置するため、エンジンＥが車両Ｃ１のメインフレーム１０４の後部に当たることによって衝突エネルギーの吸収を図ることができる。

一方、車両Ｃ２がエンジンＥを搭載しない車両である場合、エンジンＥの配置部分にインバータ等の小型の機器のみが配置され得るため、車両Ｃ１のメインフレーム１０４の後部が当たった際に、衝突エネルギーの吸収が不十分となることが考えられる。

このような問題に対し、上述した車両１では、従来のエンジン搭載車両におけるエンジンでの衝突エネルギーの吸収に代えて、一対のメインフレーム４間のメインフレーム４の前部上方となる位置に衝撃吸収部５が配置されている。したがって、この衝撃吸収部５によって衝突エネルギーを吸収することができる。車両１では、衝撃吸収部５の後端側に衝撃伝達部６が結合され、当該衝撃伝達部６がメインフレーム４に結合されている。これにより、車両１では、衝撃吸収部５に入力された衝突エネルギーを衝撃伝達部６を介してメインフレーム４に効率的に逃がすことができ、エンジン非搭載であっても衝突エネルギーを十分に吸収できる。

本実施形態では、衝撃伝達部６は、車両１の幅方向に延在して衝撃吸収部５の後端側に結合された支持部２３と、支持部２３における車両１の幅方向の両縁部２３ａに結合され、メインフレーム４の長手方向に沿って延在する一対の側板２４，２４とを有している。そして、一対の側板２４，２４の後端側における車両１の高さ方向の幅は、車両１の後方側に向かう程小さくなっている。これにより、衝撃吸収部５が支持部２３で支持され、衝突エネルギーを衝撃吸収部５によってしっかりと受けることができる。また、側板２４の車両１の高さ方向の幅が車両１の後方側に向かう程小さくなっていることで、衝撃吸収部５に入力された衝撃エネルギーを支持部２３から側板２４を介してメインフレーム４に効率良く伝達させることが可能となる。

本実施形態では、側板２４の下端部には、車両１の幅方向に張り出す張出部３２が設けられ、側板２４は、張出部３２をメインフレーム４の上面部４ｂに結合することによってメインフレーム４に固定されている。この構成では、側板２４の張出部３２とメインフレーム４の上面部４ｂとの結合により、衝撃吸収部５に入力された衝突エネルギーを側板２４を介して一層効率的にメインフレーム４に伝達することができる。

本実施形態では、側板２４には、張出部３２と略平行に車両１の幅方向に張り出すと共に、支持部２３に結合された補強板３３が設けられている。かかる補強板３３により側板２４の強度を向上させることが可能となり、側板２４の変形や破損による衝突エネルギーの伝達効率の低下を抑制できる。

本実施形態では、支持部２３は、衝撃吸収部５の結合面と反対側の面に結合され、車両１の幅方向に延在する中空部材２６を有している。これにより、中空部材２６によって支持部２３の強度を十分に高めることが可能となり、支持部２３の変形や破損による衝突エネルギーの伝達効率の低下を抑制できる。

本実施形態では、中空部材２６の内部空間Ｕには、車両１の幅方向に延在する補強板３０が設けられている。これにより、中空部材２６の強度が補強板３０によって高められ、支持部２３の強度を一層十分に高めることが可能となる。したがって、支持部２３の変形や破損による衝突エネルギーの伝達効率の低下をより確実に抑制できる。

本実施形態では、蓄電池ユニット２を冷却する一対の冷却部３，３が、一対のメインフレーム４，４の間において、衝撃吸収部５よりも上方となる位置及び衝撃吸収部５よりも下方となる位置にそれぞれ配置されている。このような構成により、衝突エネルギーの入力を受けた衝撃吸収部５が変形して冷却部３に干渉することを防止できる。したがって、冷却部３の変形や破損によって車両１の運転席回りのスペースが狭小化してしまうことを回避でき、衝突時の安全性を高めることができる。

［変形例］
以上、本開示の好適な実施形態について説明してきたが、本開示は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、蓄電池ユニット２を冷却する一対の冷却部３，３が、一対のメインフレーム４，４の間において、衝撃吸収部５よりも上方となる位置及び衝撃吸収部５よりも下方となる位置にそれぞれ配置されているが、冷却部３は、衝撃吸収部５よりも前方となる位置に配置されていてもよい。

また、上記実施形態では、衝撃吸収部５の高さ位置がＣａｒ ｔо Ｃａｒ衝突の際に被衝突車のメインフレーム等に当たる位置を想定している点を説明したが、この高さ位置は、衝突車及び被衝突車がブレーキをかけた際の車両姿勢を考慮して設定されていてもよい。例えば一般的なトラック車両では、車体の重心がタイヤの中心よりも高い位置にあり、衝突の際にパニックブレーキ或いはＰＣＳ（Pre-Crash Safety）システムが作動すると、車両が前傾姿勢となる。したがって、定常走行中或いは停止中の被衝突車に衝突車が制動しながら衝突する場合や、被衝突車及び衝突車の双方が制動しながら衝突する場合に、被衝突車のメインフレームに衝突車の衝撃吸収部が当たるように、衝撃吸収部の高さ位置を設定することが好適である。

１…車両、２…蓄電池ユニット、３…冷却部、４…メインフレーム、４ｂ…上面部、５…衝撃吸収部、６…衝撃伝達部、２３…支持部、２３ａ…両縁部、２４…側板、２５…支持板、２６…中空部材、３０，３３…補強板、３２…張出部。

Claims (4)

1. 車体前部に蓄電池ユニット又は燃料電池ユニットが配置されたエンジン非搭載の車両であって、
   前記車両の前後方向に延在する一対のメインフレームと、
   前記一対のメインフレーム間において、前記メインフレームの前部上方となる位置に配置された衝撃吸収部と、
   前記衝撃吸収部の後端側に結合されると共に、前記メインフレームに結合された衝撃伝達部と、を備え、
   前記衝撃伝達部は、
   前記車両の幅方向に延在して前記衝撃吸収部の後端側に結合された支持部と、
   前記支持部における前記車両の幅方向の両縁部に結合され、前記メインフレームの長手方向に沿って延在する一対の側板と、を有し、
   前記一対の側板の後端側における前記車両の高さ方向の幅は、前記車両の後方側に向かう程小さくなっており、
   前記側板の下端部には、前記車両の幅方向に張り出す張出部が設けられ、
   前記側板は、前記張出部を前記メインフレームの上面部に結合することによって前記メインフレームに固定されており、
   前記側板には、前記張出部と略平行に前記車両の幅方向に張り出すと共に、前記支持部に結合された補強板が設けられている車両。
2. 前記支持部は、前記衝撃吸収部の結合面と反対側の面に結合され、前記車両の幅方向に延在する中空部材を有している請求項１記載の車両。
3. 前記中空部材の内部には、前記車両の幅方向に延在する補強板が設けられている請求項２記載の車両。
4. 前記蓄電池ユニット又は前記燃料電池ユニットを冷却する冷却部を備え、
   前記冷却部は、前記衝撃吸収部よりも上方又は下方の少なくとも一方の位置に配置されている請求項１～３のいずれか一項記載の車両。

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