JP4842062B2 - アンダーラン・プロテクタ - Google Patents

Description

本発明は、車両の前端部または後端部に位置されるプロテクタ本体を、車両のフレームに取り付けられた取付ブラケットにて支持するようにしたアンダーラン・プロテクタに関するものである。

近年、車両同士の衝突時に一方の車両が他方の車両の下に潜り込むことを防止するための装置として、アンダーラン・プロテクタが採用されるに至っている。 例えば、特許文献１には、車両の前端部に設けられるフロント・アンダーラン・プロテクタが提案されている。

図１４から図１７に示すように、そのアンダーラン・プロテクタ９０は、車幅方向に延出するプロテクタ本体（以下、ＦＵＰ本体という）９１（図１５および図１８参照）と、そのＦＵＰ本体９１を支持すべく車両のフレーム９２に取り付けられたブラケット９３とを備える。

そのブラケット９３は、車幅方向に沿って板状に形成された本体取付部９４と、その本体取付部９４に対して上方から見て略直角に箱型閉断面構造に成形されたフレーム取付部９５とを有する。

また、ブラケット９３の下部（図１４において符号Ａで示す）には、略三角形状の補強リブ９６が、本体取付部９４とフレーム取付部９５との間に架け渡して設けられる。

このようなアンダーラン・プロテクタ９０の耐荷重性能を測るための試験が、欧州法規（ＥＣＥ Ｒ９３）などにより定められている。そのような試験の内、車両の最外側より所定距離（２００ｍｍ）内側の位置においてアンダーラン・プロテクタ９０に所定の荷重（車両総重量の５０％、以下Ｐ１荷重という）を前方側から加える試験がある。

図１８に示すように、Ｐ１荷重をかけたときにＦＵＰ本体９１には、モーメントＭｏがかかる。

図１４に示す構造のアンダーラン・プロテクタ９０では、モーメントＭｏに耐えるのに必要な強度を得るため、ブラケット９３のフレーム取付部９５を箱型の閉断面形状にしたり、図１４のＡ部に、補強材（リブ）９６などの部品を追加しているが、補強材（リブ）９６の端部に力が集中し、座屈の起点となりやすいという問題がある。

また、Ｐ１荷重によりＦＵＰ本体９１にモーメントＭｏがかかるとき、ブラケット９３のＡ部では、リブ９６が面内方向の力を受けるので、ねじれることはないが、リブ９６が設けられていない図１４のＢ部では、モーメントＭｏに対して面内方向で力を受ける構造になってないので、ブラケット９３にねじれが早期に発生してしまう虞がある。

そこで、上述した欧州法規の規定を満足する強度を得るためには、ブラケットの板厚を厚くする等の対策が必要となる。

また、例えば、図１４のアンダーラン・プロテクタ９０では、上述したようにブラケット９３のフレーム取付部９５を箱型閉断面形状にすることで、満足する強度を得るようにしている。

特開２００４−２４３９８４号公報

しかしながら、ブラケットの板厚を厚くすると、重量の増加やコストの増加を招いてしまう。

また、図１４のブラケット９３のように、フレーム取付部９３を箱型閉断面構造にする場合も、重量の増加やコストの増加を招いてしまう。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、十分な強度を保ちつつ、軽量化とコストの低減とを図ることができるアンダーラン・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、車両の前端部または後端部に位置され、車幅方向に延出するプロテクタ本体と、上記車両のフレームに取り付けられる取付ブラケットとを備えたアンダーラン・プロテクタにおいて、上記取付ブラケットが、縦長長方形状の板材とその長方形状の板材の側縁下部から一体に延びた四角形状の板材で形成されると共にその四角形状の板材を直角に折り曲げて形成された縦長長方形状のステー板とそのステー板から車幅方向外側に延びると共にプロテクタ本体を支持する取付片とで構成され、上記ステー板の上部には、ステー板を上記フレームの側面にボルトやリベットで固定するための取付穴が形成され、さらに、取付片と反対方向の上記ステー板の上下縁に沿って、そのステー板とで水平断面Ｔ字状となるようにサポート板が設けられ、かつ、上記取付片とサポート板間にステー板に沿って水平に延びるように設けられると共に取付片とサポート板を連結する上下のリブが設けられて構成されるものである。

好ましくは、上記サポート板の上端には、上記フレームの下面に固定されるサポート取付フランジがサポート板を折り曲げて形成されるものである。

好ましくは、上記リブには、上記サポート板に固定されるリブ取付フランジがリブを屈曲して形成されるものである。

また、車両の前端部または後端部に位置され、車幅方向に延出するプロテクタ本体と、上記車両のフレームに取り付けられる取付ブラケットとを備えたアンダーラン・プロテクタにおいて、上記取付ブラケットが、プロテクタ本体の支持位置を車幅方向外側にオフセットさせるべく縦長長方形状の板材を車幅方向に屈曲させて形成されたステー板と、該ステー板の下部に取り付けられる取付片とで構成され、該取付片が、四角形の板材をＬ字状に折り曲げて上記ステー板に沿って前後に延びるステー取付部と、上記ステー板から車幅方向外側に延びると共に上記プロテクタ本体を支持する本体取付部とからなり、上記ステー板の上部には、ステー板を上記フレームにボルトやリベットで固定するための取付穴が形成され、さらに、取付片と反対方向のステー板の上下縁に沿って、そのステー板とで水平断面Ｔ字状となるようにサポート板が設けられ、かつ、上記取付片の本体取付部とサポート板間に上記ステー取付部に沿って水平に延びるように設けられると共に本体取付部とサポート板を連結する上下のリブが設けられて構成されるものである。

本発明によれば、十分な強度を保ちつつ、アンダーラン・プロテクタの軽量化およびコストの低減を図ることができるという優れた効果を発揮するものである。

以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

［第１の実施形態］
本実施形態のアンダーラン・プロテクタは、例えば、大型車両などの前端部に配置されるフロント・アンダーラン・プロテクタとして用いられる。

まず、図１から図６に基づき車両のフレームおよびアンダーラン・プロテクタの概略構造について説明する。

図１に示すように、車両のフレームは、車幅方向に離間された一対のサイドメンバ（図１では一方のみを示す）１１と、それらサイドメンバ１１を結合する複数のクロスメンバ（図示せず）とを備える。

サイドメンバ１１は、断面コ字状で前後方向に延出し、上下方向に延びるウエブ１１１とそのウエブ１１１の上端および下端から各々車幅方向内側に延びる上側フランジ１１２および下側フランジ１１３とを有する。

アンダーラン・プロテクタ１は、車両の前端部に位置されるプロテクタ本体（以下、ＦＵＰ本体という）２と、フレームのサイドメンバ１１に各々取り付けられＦＵＰ本体２を支持する一対の取付ブラケット３、３（図１では一方のみを示す）とを備える。

ＦＵＰ本体２は、サイドメンバ１１の下方に配置される。ＦＵＰ本体２は、車幅方向に延びる中空材など（例えば、鋼管など）からなり、略直線状の直線部２１と、その直線部２１の両端から車両後方に各々湾曲して延びる湾曲部２２とを有する。

ＦＵＰ本体２の直線部２１には、車幅方向に所定間隔を隔てて一対の本体ブラケット２３、２３（図１では一方のみを示す）が各々設けられ、それら本体ブラケット２３、２３および一対の取付ブラケット３、３を介して、ＦＵＰ本体２が両サイドメンバ１１により支持される。

各本体ブラケット２３は、断面コ字状に形成され、後方側からＦＵＰ本体２を上下に挟み込むようＦＵＰ本体２にリベットやボルト（あるいは溶接）などにて取り付けられる。

図２および図３に示すように、取付ブラケット３は、フレームのサイドメンバ１１に取り付けられサイドメンバ１１から下方に延びるステー板４と、そのステー板４の下部に直交するよう設けられ上記ＦＵＰ本体２を支持する取付片５と、その取付片５と反対側のステー板４の上下に沿って、そのステー板４とで水平断面Ｔ字状（図６参照）をなすよう設けられたサポート板６とを備える。

ステー板４は、上下方向に延出する板材からなり、サイドメンバ１１のウエブ１１１の外側面に平行に取り付けられる。

具体的には、ステー板４の上部に、取付穴４２（図例では、６つ）が形成されると共に、そのステー板４の取付穴４２に対応する取付穴（図示せず）がサイドメンバ１１に形成され、ステー板４が、サイドメンバ１１のウエブ１１１の外側面にボルトやリベットなどで固定される。

本実施形態の取付片５は、ステー板４と一体的に形成される。

すなわち、ステー板４の下部に、前方に突出する突出部５１と、その突出部５１の前端から車幅方向外側に、本体ブラケット２３（図１参照）と平行に延びる板状の本体取付部５２とが形成される。それら突出部５１および本体取付部５２により取付片５が構成される。

図１に示すように、その取付片５の本体取付部５２に、ＦＵＰ本体２に装着された本体ブラケット２３が取り付けられ、ＦＵＰ本体２がフレームに支持される。

図２に戻り、具体的には、本体取付部５２に取付穴５３（図例では、４つ）が形成されると共に、その本体取付部５２の取付穴５３に対応する取付穴（図示せず）が本体ブラケット２３に形成され、それら本体取付部５２と本体ブラケット２３とが、ボルトやリベットなどで固定される。

ステー板４の下部外側面には、補強材をなす複数（図例では２つ）のリブ７、８が上下に間隔を隔てて設けられる。

各リブ７、８は、ステー板４の外側面に沿って前後に延びると共に、前方から後方に至るにつれ幅が狭くなるテーパ状に形成される。

本実施形態のリブ７、８は、取付片５の本体取付部５２から後述するサポート板６の背面支持板６１まで延び、リブ７、８の前後の端面が、本体取付部５２および背面支持板６１に、例えば、溶接などにて各々固定される。

さらに、上側のリブ７の後端（背面支持板６１側端）には、上方に延びるリブ取付フランジ７１が設けられ、そのリブ取付フランジ７１が、背面支持板６１の前面６１ａに溶接などにて固定される。また、リブ７、８の内側面も、ステー板４の外側面に溶接などにて固定される。

サポート板６は、ステー板４の後端に沿って上下方向に延びる背面支持板６１と、その背面支持板６１の上端に形成されサイドメンバ１１の下側フランジ１１３に沿って後方に延びるサポート取付フランジ６２とを有し、断面Ｌ字状（車幅方向視）をなす。

背面支持板６１は、ステー板４の下端からサイドメンバ１１の下側フランジ１１３の下面まで延びる板状に形成される。

背面支持板６１は、ステー板４に対して略垂直に配置される。より詳細には、背面支持板６１とステー板４とで水平断面Ｔ字状をなすよう、背面支持板６１の幅方向中間部に、ステー板４の後端面が溶接などにて接合される。すなわち、背面支持板６１は、ステー板４の後端から車幅方向両側に延出することになる。

サポート取付フランジ６２は、サイドメンバ１１の下側フランジ１１３の下面に結合される。具体的には、サポート取付フランジ６２および下側フランジ１１３に各々取付穴（図示せず）が形成され、サポート取付フランジ６２および下側フランジ１１３が、ボルトやリベットなどで固定される。

以上の本体ブラケット２３、ステー板４、サポート板６、およびリブ７、８は、例えば金属板をプレス加工して形成される。

次に、図７に基づき、本実施形態のアンダーラン・プロテクタ１の作用を説明する。

図７に示すように、耐荷重試験における荷重Ｐ１は、車両前方側からＦＵＰ本体２に加えられる。

荷重Ｐ１は、ステー板４から車幅方向外側に所定距離Ｌを隔てた点（以下、荷重点）に加えられ、その荷重Ｐ１により、ＦＵＰ本体２をステー板４の取付位置（支持位置）まわりに回転させるモーメントＭｏが働く。

そのモーメントＭｏにより、ステー板４に捩り変形が生じるような力が働くこととなるが、本実施形態では、ステー板４の後端に上下に沿って、そのステー板４とでＴ字断面（図６参照）をなすようサポート板６を設けたので、そのサポート板６により、ステー板４にかかる力が面内方向（図例では、車幅方向と直交する方向）に分散することとなり、ステー板４（取付ブラケット３）の捩れ変形が抑制される。

さらに、本実施形態では、ステー板４の上部がサイドメンバ１１のウエブ１１１に直接結合されると共に、ステー板４が、サポート板６を介してサイドメンバ１１の下側フランジ１１３に固定されているため、ステー板４は、上辺と後辺とがサイドメンバ１１に拘束されることとなり、これによっても、捩り変形を抑制することができる。

以上により、本実施形態では、図１４に示すような従来構造（箱型の閉断面構造）の取付ブラケット９３（アンダーラン・プロテクタ９０）と同等の強度を得ることができる。

また、箱型の閉断面構造に比べて、Ｔ字断面構造は、すくない材料で構成することができ、また構造が単純なため、軽量化とコストの低減とを図ることができる。

このように、本実施形態では、取付ブラケット３のステー板４の背面にサポート板６を配し、そのサポート板６をステー板４と溶接して、ステー板４にかかる力を面内方向で受ける構造とすることで、リブ７、８と同じ効果を発揮させ、それによりＰ１荷重入力時に発生するモーメントＭｏによるステー板４にかかる荷重を分散することができる。

その結果、従来と同じ強度を保ったままで、軽量化や低コスト化が図れ、投資も少なくできる。

例えば、図１のアンダーラン・プロテクタ１では、図１４の従来品と同等の強度を保ったまま約２０％の軽量化ができ、図１４の従来品と同等の投資でコストを約２０％低減できる。

また、リブ７、８の後端面をサポート板６に面当てし、リブ７、８にかかる荷重を、ステー板４の面内方向に分散させる構造としたので、リブ７、８の端部で力が集中してしまうことがなく、ステー板４の座屈を抑制することができる。

また、取付ブラケット３を、サイドメンバ１１の外側面および下面の二箇所に取り付けることで、取付強度を向上させることができる。特に、ステー板４の捩り変形が低減されることにより、取付ブラケット３とサイドメンバ１１との結合箇所には、より大きな捩り力がかかることになるが、本実施形態では、サポート板６のサポート取付フランジ６２をサイドメンバ１１の下面に固定しているので、捩りに対する強度を増大させることができる。

［第２の実施形態］
次に、図８および図９に基づき、第２の実施形態について説明する。

本実施形態は、上述した第１の実施形態とは、取付ブラケットおよびサポート板の形状が異なり、それ以外は同様となっている。したがって、上述の実施形態と同一の要素については、図中同一符号を付すに止め、詳細な説明は省略する。

図８および図９に示すように、本実施形態の取付ブラケット３１は、ステー板４３と取付片５４とが別体で形成されると共に、ステー板４３が、ＦＵＰ本体２の支持位置を車幅方向にオフセットさせるべく、車幅方向に屈曲させて形成される。

ステー板４３は、サイドメンバ１１に取付られ上下方向に延出するサイドメンバ取付部４３１と、そのサイドメンバ取付部４３１の下端から車幅方向外側に所定長さ（オフセット長さ）延びるオフセット部４３２と、そのオフセット部４３２の外側端部から下方に延び取付片５４が取付られるアタッチ取付部４３３とを有する。

本実施形態のオフセット部４３２は、サイドメンバ取付部４３１からアタッチ取付部４３３へと下方に傾斜して延びる。

取付片５４は、ステー板４３のアタッチ取付部４３３に平行に溶接などにて接合される板状のステー取付部５４１と、そのステー取付部５４１と略直角に設けられた本体取付部５２とを有し、水平断面Ｌ字状に形成される。

サポート板６３の背面支持板６３１は、屈曲するステー板４３の後端に沿って、下方から上方に至るにつれ、幅が広くなるテーパ状に形成される。

本実施形態でも、第一の実施形態と同様の効果が得られ、さらに、ステー板４３を屈曲させることで、ＦＵＰ本体２の支持位置を、サイドメンバ１１のウエブ１１１から車幅方向外側にオフセットさせることが容易にできる。

さらに、オフセットさせることで、ＦＵＰ本体２の支持位置（締結位置）とＰ１荷重の負荷位置との距離Ｌ（図７参照）を短くすることが可能となり、Ｐ１荷重により発生するモーメントＭｏを小さくすることができる。

その結果、十分な強度を確保しつつ板厚の低減などを図ることができ、アンダーラン・プロテクタ１の軽量化および低コスト化を図ることができる。

また、取付ブラケット３１を、ステー板４３と取付片５４とに分割することで、様々な地上高の車両に対応できる。すなわち、ステー板４３のアタッチ取付部４３３に対する取付片５４の上下位置を変更することで、ＦＵＰ本体２の取付け高さを、車両の地上高さに応じて容易に設定することができる。

また、取付ブラケット３１をオフセットさせ、そのオフセット量を変更することで、様々なフレーム組幅に対応できるブラケット構造とすることができる。

例えば、図１０および図１１に示すように、取付ブラケット３２のオフセット量を、図８および図９の取付ブラケット３１よりも大きく設定するようにしてもよい。

［第３の実施形態］
次に、図１２および図１３に基づき、第３の実施形態について説明する。

本実施形態は、上述した第２の実施形態とは、ステー板、上側のリブおよびサポート板の形状が異なり、それ以外は同様となっている。したがって、上述の実施形態と同一の要素については、図中同一符号を付すに止め、詳細な説明は省略する。

図１２および図１３に示すように、本実施形態の取付ブラケット３３では、ステー板４５の上端に、サイドメンバ１１の下側フランジ１１３の下面に固定されるステー取付フランジ４５１が形成される。そのステー取付フランジ４５１には、ステー板４５を下側フランジ１１３に取り付けるための複数（図例では、３つ）の取付穴４５２（図１３参照）が形成される。

すなわち、ステー板４５のフレーム取付部４３１は、オフセット部４３２の内側端部から上方に延出すると共に下側フランジ１１３に沿って内側に屈曲する。

また、本実施形態では、上述した第１および第２の実施形態とは異なり、サポート板６３のサポート取付フランジ６２（図８参照）が省略され、背面支持板６３１の上端面が下側フランジ１１３の下面に直接、溶接などにて固定される。

また、本実施形態では、上側のリブ７のリブ取付フランジ７１（図８参照）が省略され、上側のリブ７は、下側のリブ８と同様、後端面が直接、背面支持板６１の前面６１ａに溶接などにて固定される。

このように、本実施形態では、取付ブラケット３１の形状を変更し、ステー板４５の上端にステー取付フランジ４５１を設けることで、取付ブラケット３１をフレーム１１の下面に取付けることができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。

例えば、アンダーラン・プロテクタを車両の後部に設けて、リア・アンダーラン・プロテクタとして使用してもよい。その場合、配置関係が上述した実施形態と前後逆になり、プロテクタ本体２は車両の後端部に位置される。

図１は、本発明に係る一実施形態によるアンダーラン・プロテクタの斜視図である。 図２は、本実施形態の取付ブラケットの斜視図であり、取付ブラケットをフレームに取り付けた状態を示す。 図３は、図２の取付ブラケットの部品構成を示す斜視図である。 図４は、本実施形態の取付ブラケットの側面図である。 図５は、図４のＶ−Ｖ線断面図である。 図６は、図４のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 図７は、図４のＶＩＩ方向矢視図である。 図８は、第２の実施形態の取付ブラケットの斜視図であり、取付ブラケットをフレームに取り付けた状態を示す。 図９は、図８の取付ブラケットの部品構成を示す斜視図である。 図１０は、図８の取付ブラケットの変形例の斜視図であり、取付ブラケットをフレームに取り付けた状態を示す。 図１１は、図１０の取付ブラケットの部品構成を示す斜視図である。 図１２は、第３の実施形態の取付ブラケットの斜視図であり、取付ブラケットをフレームに取り付けた状態を示す。 図１３は、図１２の取付ブラケットの部品構成を示す斜視図である。 図１４は、従来の取付ブラケットの斜視図である。 図１５は、従来の取付ブラケットの側面図である。 図１６は、図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。 図１７は、図１５のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線断面図である。 図１８は、図１５のＸＶＩＩＩ方向矢視図である。

符号の説明

１ アンダーラン・プロテクタ
２ プロテクタ本体
３ 取付ブラケット
４ ステー板
５ 取付片
６ サポート板
１１ サイドメンバ（フレーム）

Claims (4)

1. 車両の前端部または後端部に位置され、車幅方向に延出するプロテクタ本体と、上記車両のフレームに取り付けられる取付ブラケットとを備えたアンダーラン・プロテクタにおいて、
   上記取付ブラケットが、縦長長方形状の板材とその長方形状の板材の側縁下部から一体に延びた四角形状の板材で形成されると共にその四角形状の板材を直角に折り曲げて形成された縦長長方形状のステー板とそのステー板から車幅方向外側に延びると共にプロテクタ本体を支持する取付片とで構成され、
   上記ステー板の上部には、ステー板を上記フレームの側面にボルトやリベットで固定するための取付穴が形成され、
   さらに、取付片と反対方向の上記ステー板の上下縁に沿って、そのステー板とで水平断面Ｔ字状となるようにサポート板が設けられ、かつ、上記取付片とサポート板間にステー板に沿って水平に延びるように設けられると共に取付片とサポート板を連結する上下のリブが設けられて構成されることを特徴とするアンダーラン・プロテクタ。
2. 上記サポート板の上端には、上記フレームの下面に固定されるサポート取付フランジがサポート板を折り曲げて形成される請求項１記載のアンダーラン・プロテクタ。
3. 上記リブには、上記サポート板に固定されるリブ取付フランジがリブを屈曲して形成される請求項１又は２記載のアンダーラン・プロテクタ。
4. 車両の前端部または後端部に位置され、車幅方向に延出するプロテクタ本体と、上記車両のフレームに取り付けられる取付ブラケットとを備えたアンダーラン・プロテクタにおいて、
   上記取付ブラケットが、プロテクタ本体の支持位置を車幅方向外側にオフセットさせるべく縦長長方形状の板材を車幅方向に屈曲させて形成されたステー板と、該ステー板の下部に取り付けられる取付片とで構成され、
   該取付片が、四角形の板材をＬ字状に折り曲げて上記ステー板に沿って前後に延びるステー取付部と、上記ステー板から車幅方向外側に延びると共に上記プロテクタ本体を支持する本体取付部とからなり、
   上記ステー板の上部には、ステー板を上記フレームにボルトやリベットで固定するための取付穴が形成され、
   さらに、取付片と反対方向のステー板の上下縁に沿って、そのステー板とで水平断面Ｔ字状となるようにサポート板が設けられ、かつ、上記取付片の本体取付部とサポート板間に上記ステー取付部に沿って水平に延びるように設けられると共に本体取付部とサポート板を連結する上下のリブが設けられて構成されることを特徴とするアンダーラン・プロテクタ。

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