JP7201490B2 - アンダーランプロテクタを備える車体フレーム構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両同士が衝突した際、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アンダーランプロテクタを備える車体フレーム構造に関する。

例えば乗用車と衝突した際に乗用車が下に潜り込むのを防止するため、トラックの前方と後方には、突入防止装置（一般に、前方の装置はフロントアンダーランプロテクタと称し、後方の装置はリアアンダーランプロテクタと称する）を装着することが義務化されている。例えば特許文献１では、ステーを介して車両のフレームに取り付けられるアンダーランプロテクタについて開示している。

国際公開第２０１８／０３８２１０号

ところでアンダーランプロテクタに対する強度試験は、保安基準が改正されて強化されることになり、アンダーランプロテクタが取り付けられる車体フレーム構造も含めてより高い強度が求められることになった。例えば、所定の負荷荷重が加わった際に許容されるリアアンダーランプロテクタの移動量を規定した強度試験においては、従来の負荷荷重に対して改正後は２倍の負荷を加えることとしている。また試験で使用される車体フレームは、従来は剛体フレームを使用可能であったが、改正後は実際の車両で使用される実フレームでの評価が求められている。

このような改正後の強度試験の内容を踏まえつつ本発明者が検討を重ねたところ、負荷荷重を加えた際のアンダーランプロテクタの移動量は、サイドフレームの変形が大きく影響していることが見出された。

この点につき、図４～図７を参照しながら説明する。図４は、車幅方向に間隔をあけて配置された一対のサイドフレーム１２と、各サイドフレーム１２に取り付けられる一対のステー１３と、これらのステー１３に取り付けられるアンダーランプロテクタ１４とを備える従来の車体フレーム構造を示している。また図５（ａ）は、この車体フレーム構造を車体前後方向の後方から示した背面図であり、図５（ｂ）は、これを車幅方向の外方から示した側面図である。ここでサイドフレーム１２は、車体前後方向に沿うウェブ１２ａ、並びにウェブ１２ａの上端と下端からそれぞれ車幅方向に延出される上部フランジ１２ｂ及び下部フランジ１２ｃによって断面コ字状に形成されている。またステー１３は、ウェブ１２ａの外面に取付部１３ｃを当て付けるとともにボルト等によって固定してサイドフレーム１２に取り付けられている。

このような車体フレーム構造に対する強度試験は、概ね図４に示すような位置でアンダーランプロテクタ１４に対して所定の負荷荷重Ｌを加え、その際のアンダーランプロテクタ１４の移動量によって評価を行う。ここでアンダーランプロテクタ１４に負荷荷重Ｌを加えると、サイドフレーム１２にはステー１３の長さに応じた曲げモーメントが作用するため、サイドフレーム１２は下向きに撓むように曲げられることになる。ここでウェブ１２ａは、ステー１３が取り付けられている取付部１３ｃにおいては、ウェブ１２ａとステー１３が重なって二重板になっており、それ以外の部位では一枚板となっているため、それらの移行部分で剛性が変化する。このためサイドフレーム１２は、図６（ａ）に破線で示すように、剛性が変化する部位を起点として下方に曲げられることになる。

また強度試験においては、図４に示すようにアンダーランプロテクタ１４の車幅方向端部にも負荷荷重Ｌを加えるため、サイドフレーム１２は、車幅方向の内方に向かっても曲げられることになる。ここで図７（ａ）は、車幅方向の外方からステー１３の取付部１３ｃの周辺を示した側面図であり、図７（ｂ）は、上方から取付部１３ｃの周辺を示した平面図である。図７（ｂ）に示すように、アンダーランプロテクタ１４の端部に負荷荷重Ｌが加わる際、サイドフレーム１２は、図中に破線で示すように、取付部１３ｃにおける車体前後方向の中間側に位置する内側端部１３ｄが車幅方向の内方に向けて移動するため、内側端部１３ｄを起点としてウェブ１２ａが車幅方向の内方に向けて曲げられることになる。そして耐えうる限度を超えるとウェブ１２ａが変形し、この変形をきっかけにサイドフレーム１２の下向きの曲げも更に進むため、アンダーランプロテクタ１４は、荷重が加わる方向に大きく移動してしまうことになる。

なお上述した特許文献１は、ステーを補強することによってアンダーランプロテクタの移動量の抑制を図るものであって、サイドフレームの変形に起因するアンダーランプロテクタの移動量を抑えるものではなく、この問題の解決は未だ困難な状態にあった。

本発明はこのような問題を解決することを課題とするものであって、サイドフレームの変形に伴うアンダーランプロテクタの移動量の増大を抑制することができる車体フレーム構造を提供することを目的とする。

本発明は、車体前後方向に沿うウェブ、並びに該ウェブの上端と下端からそれぞれ車幅方向に延出される上部フランジ及び下部フランジによって断面コ字状に形成されるサイドフレームに、下方に延出されるステーを介してアンダーランプロテクタが取り付けられる車体フレーム構造であって、前記ステーは、前記ウェブに取り付けられる取付部を有し、該取付部は車体前後方向の中間側に位置する内側端部を有するものであって、前記上部フランジに、前記内側端部の上方に位置する補強プレートが取り付けられる、ことを特徴とする。

そして前記補強プレートは、前記上部フランジに沿う横板部と前記ウェブに沿う縦板部とを一体に連結して断面Ｌ字状に形成されることが好ましい。

本発明の車体フレーム構造によれば、サイドフレームの強度を高めることができるため、アンダーランプロテクタの移動量を抑制することができる。またサイドフレームの仕様は従来から大きく変える必要がないため、現行の金型を流用して費用を抑えることが可能となる。更に、サイドフレームにおける強度の向上は、補強すべき部分に限定して行っているため、コストアップや質量の増大を最小限に抑えることができる。

本発明に従う車体フレーム構造の一実施形態をフロントとリアに適用したトラックの側面図である。 図１におけるリアに適用した車体フレーム構造をより詳細に示した図であって、図２（ａ）は車幅方向の外方から示した側面図であり、図２（ｂ）は車幅方向の内方から示した斜視図である。 補強プレートを固定するための他の手段について示した図である。 従来の車体フレーム構造について示した斜視図である。 従来の車体フレーム構造をより詳細に示した図であって、図５（ａ）は車体前後方向の後方から示した背面図であり、図５（ｂ）は車幅方向の外方から示した側面図である。 従来の車体フレーム構造に対して強度試験を行った際のサイドフレームの変形状況について示した図であって、図６（ａ）は車幅方向の外方から示した側面図であり、図６（ｂ）は車幅方向の内方から示した側面図である。 従来の車体フレーム構造に対して強度試験を行った際のステーの取付部周辺における変形状況について示した図であって、図７（ａ）は車幅方向の外方から示した側面図であり、図７（ｂ）は上方から示した平面図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明に従う車体フレーム構造の一実施形態について説明する。なお、本明細書等における「上」「下」「前」「後」「左」「右」とは、車体フレーム構造を適用した車両において、運転席に着座した者を基準とした場合の向きをいう。また図面は、本実施形態を説明するにあたって必要な部分を優先して示していて、説明が特段不要な部分は省略している。

図１は、本発明に従う車体フレーム構造を前方と後方に適用した車両１００について示している。なお、以下の説明においては後方に設けた車体フレーム構造１について説明するが、前方に設ける場合も、基本的には後方の車体フレーム構造１と同様の構成が採用される。

図２に示すように本実施形態の車体フレーム構造１は、車体前後方向に沿って延在するとともに車幅方向に間隔をあけて設けられる一対のサイドフレーム２と、各サイドフレーム２に取り付けられる一対のステー３と、車幅方向に延在するとともにこれらのステー３に取り付けられるリアアンダーランプロテクタ４（以下、単に「アンダーランプロテクタ４」と称する）と、補強プレート５とを備えている。

サイドフレーム２は、車体前後方向に沿って延在するウェブ２ａと、ウェブ２ａの上端から車幅方向の内方に向けて延出される上部フランジ２ｂと、ウェブ２ａの下端から車幅方向の内方に向けて延出される下部フランジ２ｃとを有していて、ウェブ２ａ、上部フランジ２ｂ、及び下部フランジ２ｃによって断面コ字状をなすように形成されている。図示したように本実施形態のウェブ２ａは、その上端と下端は前方から後方に向かって略水平に延在するものであり、ウェブ２ａの上端と下端からそれぞれ延出される上部フランジ２ｂと下部フランジ２ｃも、前方から後方に向かって略水平に延在している。

ステー３は、上方が幅広であって下方に向かって幅狭になる断面コ字状のステー本体部３ａと、ステー本体部３ａの後端に設けられる取付プレート部３ｂとを備えている。本実施形態のステー３は、ウェブ２ａにおける車幅方向の外面に対してステー本体部３ａの上端部をボルトとナットで固定することにより、サイドフレーム２に取り付けられる。なお、ウェブ２ａに固定されるステー本体部３ａの上端部を取付部３ｃと称し、取付部３ｃにおける車体前後方向の中間側に位置する端部を内側端部３ｄと称する。

アンダーランプロテクタ４は、中空の矩形状をなすように形成されていて、図４に示す従来のものと同様に、一対のステー３に架け渡されるようにして取り付けられる。本実施形態におけるアンダーランプロテクタ４は、図２（ａ）に示すように、取付プレート部３ｂに対してボルトとナットで固定されるように構成されている。

補強プレート５は、車体前後方向に沿って水平方向に延在する横板部５ａと、車体前後方向に沿って水平方向に延在する垂直方向に延在する縦板部５ｂとを一体に連結して断面Ｌ字状に形成されるものである。このような補強プレート５は、図２に示すように車幅方向の内方から、横板部５ａが上部フランジ２ｂの下面に重なるようにしつつ縦板部５ｂはウェブ２ａの車幅方向内面に重なるようにして、サイドフレーム２に取り付けられる。なお本実施形態ではリベットを使用して、横板部５ａは上部フランジ２ｂに固定し、縦板部５ｂはウェブ２ａに固定している。また補強プレート５をサイドフレーム２に取り付ける際の車体前後方向の位置は、図２（ａ）に示すように、横板部５ａと縦板部５ｂの略中央が内側端部３ｄの上方に位置するところとしている。

このような車体フレーム構造１においては、補強プレート５によって、サイドフレーム２における内側端部３ｄが位置する周辺の強度を高めることができる。ここでウェブ２ａは、ウェブ２ａと取付部３ｃが重なる部位は二重板になっており、それ以外の部位では一枚板になっているため、それらの移行部分である内側端部３ｄの周辺では剛性が変化することになる。従って車体フレーム構造１において、図４に示す従来の車体フレーム構造と同様の強度試験を行った場合、サイドフレーム２には、内側端部３ｄの周辺を起点として下方に曲げられるように力が作用するものの、補強プレート５によってその曲がりが抑制されるため、アンダーランプロテクタ１４が前方に向けて移動する量を抑えることができる。

また、図４に示すようにしてアンダーランプロテクタ４に対して所定の負荷荷重Ｌを加えた場合、サイドフレーム２は、図７を示しながら説明したように、取付部３ｃの内側端部３ｄを起点として車幅方向の内方に向けて曲げられるような力も受けることになる。一方、本実施形態においては、補強プレート５によって、サイドフレーム２における内側端部３ｄが位置する周辺の強度を高めているため、このような車幅方向の内方に向けての曲がりも抑制することができる。従って、従来の車体フレーム構造で問題視されていた、車幅方向の内方に向けての曲がりに起因するサイドフレーム１２の下向きの曲げも抑制されるため、アンダーランプロテクタ１４の移動量を抑えることができる。

なお、本実施形態の車体フレーム構造１では、補強プレート５を追加しつつ、サイドフレーム２の仕様は従来のものと大きく変わることがないため、現行の金型を流用して費用を抑えることができる。またサイドフレーム２における強度の向上は、補強プレート５によって補強すべき部分に限定して行っているため、コストアップや質量の増大を最小限に抑えることができる。

以上、本発明に従う車体フレーム構造の一実施形態について説明したが、本実施形態は一例に過ぎず、本発明には特許請求の範囲に従う範疇で種々の変更を加えたものも含まれる。

例えば上述した実施形態において、補強プレート５はリベットによってサイドフレーム２に固定されていたが、図３に示すように、ボルトやナットを用いて固定するようにしてもよいし、溶接によって固定してもよい。また上述した補強プレート５は、横板部５ａと縦板部５ｂで断面Ｌ字状に形成されるものであったが、横板部５ａのみとしてもよい。また縦板部５ｂのみで補強してもよい。更に補強プレート５は、上述したようにサイドフレーム２に対して車幅方向の内方から取り付けられるものに限られず、車幅方向の外方から取り付けられるものでもよい。

１：車体フレーム構造
２：サイドフレーム
２ａ：ウェブ
２ｂ：上部フランジ
２ｃ：下部フランジ
３：ステー
３ａ：ステー本体部
３ｂ：取付プレート部
３ｃ：取付部
３ｄ：内側端部
４：アンダーランプロテクタ（リアアンダーランプロテクタ）
５：補強プレート
５ａ：横板部
５ｂ：縦板部
１００：車両

Claims (2)

1. 車体前後方向に沿うウェブ、並びに該ウェブの上端と下端からそれぞれ車幅方向に延出される上部フランジ及び下部フランジによって断面コ字状に形成されるサイドフレームに、下方に延出されるステーを介してアンダーランプロテクタが取り付けられる車体フレーム構造であって、
   前記ステーは、前記ウェブに取り付けられる取付部を有し、該取付部は車体前後方向の中間側に位置する内側端部を有するものであって、
   前記上部フランジに、前記内側端部の上方に位置する補強プレートが取り付けられる、ことを特徴とするアンダーランプロテクタを備える車体フレーム構造。
2. 前記補強プレートは、前記上部フランジに沿う横板部と前記ウェブに沿う縦板部とを一体に連結して断面Ｌ字状に形成される、ことを特徴とする請求項１に記載のアンダーランプロテクタを備える車体フレーム構造。
   
   

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