(57)【要約】【課題】  板厚を厚くしたり、補強部材を設けたりせずに、耐荷重性能を向上させることができるリア・アンダーラン・プロテクタを提供する。【解決手段】  車両の後部で車幅方向に延出するように配置され、断面が略矩形状の筒体からなる本体２を備えたリア・アンダーラン・プロテクタであって、上記本体２における車両進行方向前方側に位置する背面部２ｂが、上下方向略中央部１０が上下方向両端部１１，１２よりも車両進行方向前方に突出するように湾曲又は屈曲させて形成したものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の後部で車幅方向に延出するように配置され、断面が略矩形状の筒体からなる本体を備えたリア・アンダーラン・プロテクタであって、
上記本体における車両進行方向前方側に位置する背面部が、上下方向略中央部が上下方向両端部よりも車両進行方向前方に突出するように形成されることを特徴とするリア・アンダーラン・プロテクタ。
【請求項２】
車両の後部で車幅方向に延出するように配置される本体を備えたリア・アンダーラン・プロテクタであって、
上記本体は、断面が略矩形状の筒体から形成され、該筒体は、車両進行方向後方側に位置する正面部が、その上下方向略中央部が上下方向両端部よりも車両進行方向後方又は前方に突出したものであることを特徴とするリア・アンダーラン・プロテクタ。
【請求項３】
上記筒体は、車両進行方向前方側に位置する背面部が、その上下方向略中央部が上下方向両端部よりも車両進行方向前方に突出したものである請求項２記載のリア・アンダーラン・プロテクタ。
【請求項４】
車両の後部で車幅方向に延出するように配置される本体を備えたリア・アンダーラン・プロテクタの製造方法であって、
略矩形状の断面を有する筒体の車両進行方向前方又は後方に位置する面を、その上下方向略中央部が上下方向両端部よりも車両進行方向前方又は後方に突出するように形成し、該筒体を上記本体とすることを特徴とするリア・アンダーラン・プロテクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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リア・アンダーラン・プロテクタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラック等の重量級車両において、正面衝突等により衝突した中軽量級車両が重量級車両の下に潜り込むことを防止するために、車両の前方下部にフロント・アンダーラン・プロテクタを設けることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、近年では、重量級車両に後方から追突した車両が、重量級車両の下に潜り込むことを防止するために、車両の後方下部にリア・アンダーラン・プロテクタなるものを装着することが望まれている。
【０００４】
そこで本出願人は、図１１に示すようなリア・アンダーラン・プロテクタを考案した。
【０００５】
このリア・アンダーラン・プロテクタ１は、車両の後部で車幅方向に延出するように配置されたＲＵＰ本体２を有する。ＲＵＰ本体２は、断面がほぼ矩形状の筒体から形成され、車幅方向にほぼ直線状に延出する。かかるＲＵＰ本体２は、取付ブラケット４及びサポート５を介して車体フレーム６の後部に取り付けられ、衝突荷重を支持して車両の潜り込みを防止する。
【０００６】
【特許文献１】特表２００１−５１５４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、リア・アンダーラン・プロテクタは、衝突時の荷重を支持するものであるため、所定の剛性が必要となる。よって、図１１に示すように、車両衝突時の模擬の一形態として、車両の最外側より所定長さ（例えば325mm以下）内側に、所定の荷重（例えば車重の12.5％等）Ｆを加える試験が行われる。
【０００８】
このとき、ＲＵＰ本体２の強度が充分でないと、荷重ＦによりＲＵＰ本体２が屈曲してその背面側（車両の進行方向前方側）に圧縮応力が集中し、その部分で折れが発生する場合がある。
【０００９】
あるいは、ＲＵＰ本体２における取付ブラケット４との接合部に応力が集中し、その部分で折れが発生する場合もある。
【００１０】
ＲＵＰ本体２の強度を高めるためには、ＲＵＰ本体２の板厚を大きくしたり、補強部材を設けたりすることが考えられるが、その場合、コスト及び重量が増加してしまう。
【００１１】
一方、ハイテン材（高張力鋼）を用いてＲＵＰ本体２を成形すれば、板厚を増加したり補強部材を追加したりせずに、強度を向上させることが可能である。しかしながら、ハイテン材は伸び率が非常に小さいため、法規荷重での変形以上の大変形を伴う衝突時等は伸びることができず、亀裂等が発生してしまう。
【００１２】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、板厚を厚くしたり、補強部材を設けたりせずに、耐荷重性能を向上させることができるリア・アンダーラン・プロテクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明は、車両の後部で車幅方向に延出するように配置され、断面が略矩形状の筒体からなる本体を備えたリア・アンダーラン・プロテクタであって、上記本体における車両進行方向前方側に位置する背面部が、上下方向略中央部が上下方向両端部よりも車両進行方向前方に突出するように形成されるものである。
【００１４】
また本発明は、車両の後部で車幅方向に延出するように配置される本体を備えたリア・アンダーラン・プロテクタであって、上記本体は、断面が略矩形状の筒体から形成され、その筒体は、車両進行方向後方側に位置する正面部が、その上下方向略中央部が上下方向両端部よりも車両進行方向後方又は前方に突出したものである。
【００１５】
ここで、上記筒体は、車両進行方向前方側に位置する背面部が、その上下方向略中央部が上下方向両端部よりも車両進行方向前方に突出したものであっても良い。
【００１６】
更に本発明は、車両の後部で車幅方向に延出するように配置される本体を備えたリア・アンダーラン・プロテクタの製造方法であって、略矩形状の断面を有する筒体の車両進行方向前方又は後方に位置する面を、その上下方向略中央部が上下方向両端部よりも車両進行方向前方又は後方に突出するように形成し、その筒体を上記本体とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のリア・アンダーラン・プロテクタによれば、板厚を厚くしたり、補強部材を設けたりせずに、耐荷重性能を向上させることができるという優れた効果を発揮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の一実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１９】
本実施形態に係るリア・アンダーラン・プロテクタの概略構成は、図１１を用いて既述したものと同様である。
【００２０】
即ち、リア・アンダーラン・プロテクタ１は、車両の後部で車幅方向に延出するように配置されたＲＵＰ本体２を有する。
【００２１】
ＲＵＰ本体２は、略矩形状の筒体から成形されており、車幅方向にほぼ直線状に延出する。ＲＵＰ本体２は、取付ブラケット４及びサポート５を介して車体フレーム６の後部に取り付けられ、衝突荷重を支持して車両の潜り込みを防止する。
【００２２】
図１及び図２は、図１１のＩ−Ｉ線に沿ったＲＵＰ本体２の断面形状を示しており、図１は衝突前の状態を、図２は衝突により大変形した後の状態を示している。
【００２３】
図１に示すように、ＲＵＰ本体２は、上面部２ａと、車両の進行方向前方側に位置する背面部２ｂと、下面部２ｃと、車両の進行方向後方側に位置する正面部２ｄとを有する。
【００２４】
本実施形態のＲＵＰ本体２の特徴は、図１に示すように、背面部２ｂ及び正面部２ｄがそれぞれ外側に膨出した形状となっている点にある。具体的には、背面部２ｂは、その上下方向ほぼ中央部１０が上下方向両端部１１，１２よりも車両進行方向前方側に突出するように、所定の曲率Ｒ１で湾曲している。つまり、上下端部１１，１２から中央部１０に向かうにつれて車両進行方向前方側に徐々に突出し、中央部１０でその突出量がほぼ最大となる。
【００２５】
一方、正面部２ｄは、その上下方向ほぼ中央部１５が上下方向両端部１６，１７よりも車両進行方向後方側に突出するように、所定の曲率Ｒ２で湾曲している。つまり、上下端部１６，１７から中央部１５に向かうにつれて車両進行方向後方側に徐々に突出し、中央部１５でその突出量がほぼ最大となる。本実施形態では、背面部２ｂの湾曲曲率Ｒ１と正面部２ｄの湾曲曲率Ｒ２とはほぼ等しい。
【００２６】
本実施形態のリア・アンダーラン・プロテクタ１は、このように背面部２ｂ及び正面部２ｄを外側に突出させて形成することによって、ＲＵＰ本体２の重量を増加せずに、耐荷重性能の向上を図ったものである。以下、耐荷重性能が向上する理由を説明する。
【００２７】
最初に、ＲＵＰ本体２の背面部２ｂを車両進行方向前方に突出させたことによる効果について説明する。
【００２８】
「発明が解決しようとする課題」の欄で説明したように、リア・アンダーラン・プロテクタ１に荷重Ｆが加わると、ＲＵＰ本体２の背面部２ｂに圧縮応力が発生する。
【００２９】
ここで、図４に示すように背面部２ｂ’が直線状であるＲＵＰ本体の場合、背面部２ｂ’において、上面部２ａ’及び下面部２ｃ’と連続する上下端部１１’，１２’近傍の剛性は比較的高く、中央部１０’側の剛性は低くなる。このため、荷重Ｆ（図１１参照）によって背面部２ｂ’に圧縮荷重がかかると、図５（ａ）に示すように、剛性の低い中央部１０’が内側に変形する。その結果、背面部２ｂ’に発生する圧縮応力が、図５（ｂ）に示すように、上下端部１１’，１２’近傍に集中するようになる。従って、上下端部１１’，１２’には比較的大きな圧縮応力が発生し、その応力によって上下端部１１’，１２’が座屈するとＲＵＰ本体２’が折れる。
【００３０】
これに対して、本実施形態のリア・アンダーラン・プロテクタ１では、図３（ａ）に示すように、ＲＵＰ本体２の背面部２ｂの中央部１０が上下端部１１，１２よりも外側に突出して形成されているため、背面部２ｂの中央部１０側の剛性が図４に示すものと比較して高くなる。つまり、中央部１０も荷重をある程度受けることができる。このため、荷重Ｆにより背面部２ｂに発生する圧縮応力は、図３（ｂ）に示すように上下方向に分散され、局部に集中することはない。従って、背面部２ｂに発生する最大圧縮応力は、図５に示したリア・アンダーラン・プロテクタの上下端部１１’，１２’に発生する圧縮応力（最大圧縮応力）よりも低くなる。結果として、ＲＵＰ本体２全体としての耐荷重性能が向上する。
【００３１】
また、背面部２ｂを外側に突出させたことにより、ＲＵＰ本体２の断面係数が大きくなるため、これも耐荷重性能向上に有効に作用する。
【００３２】
本発明者らは、背面部２ｂの中央部１０を外側に突出させたことによる耐荷重性能向上効果を確認すべく、中央部１０の突出量Ｐ（図３参照）を種々変えて評価試験（解析）を行った。その結果を図６に示す。
【００３３】
図６は、試験片に加えた荷重と試験片の変位量との関係を示すグラフであり、横軸が変位量（ｍｍ）、縦軸が荷重（ｋＮ）を示している。試験片としては上下方向長さ（高さ）が１２５ｍｍ、幅が７５ｍｍ、板厚が３．２ｍｍの筒体を用いた。
【００３４】
中央部１０の突出量Ｐは、ラインａが０、ラインｂが２ｍｍ、ラインｃが５ｍｍ、ラインｄが１０ｍｍである。つまり、ラインａは、図４に示すような背面部２ｂが直線状のＲＵＰ本体に相当するものである。また、全ての試験片において正面部２ｄは直線状とした。
【００３５】
図から分かるように、座屈降伏荷重、つまり、荷重が上昇せずに変位量のみが増えていくポイント（山の頂点）における荷重は、中央部１０の突出量Ｐが大きいものほど高くなる。このことから、背面部２ｂの中央部１０を外側に突出させれば、ＲＵＰ本体２の耐荷重性能が向上することが分かる。
【００３６】
ここで、図６の結果だけを見れば、中央部１０の突出量Ｐを大きくすればするほど耐荷重性能が向上するように思われるが、中央部１０の突出量Ｐを極端に大きくすると、中央部１０に応力が集中してしまい耐荷重性能が低下することが考えられる。そこで、背面部２ｂの中央部１０の突出量ＰはＲＵＰ本体２のサイズ、板厚及び材質等を考慮して適宜設定することが好ましい。
【００３７】
次に、正面部２ｄを車両進行方向後方に突出させたことによる効果を説明する。
【００３８】
正面部２ｄを外側に突出させたことによる効果は、これによってＲＵＰ本体２を強度の高いハイテン材（高張力鋼）で成形したときに、変形の自由度を持たせることが可能になることである。つまり、正面部２ｄを外側に突出させることにより、ＲＵＰ本体２の材質そのものが伸びることなく変形（屈曲）できるため、衝突エネルギの吸収量が向上する。従って、ＲＵＰ本体２をハイテン材で成形することが可能となり、耐荷重性能も向上させることができる。
【００３９】
例えば、法規荷重での変形以上の大きな変形を伴う衝撃を受けたときに、ＲＵＰ本体２の強度が低下することを防止するためには、背面部２ｂが曲げの中立面として折れ曲がる必要がある。従って、正面部２ｄは、背面部２ｂに対する曲げ半径（つまり上面部２ａの幅）の分だけ長手方向に距離が大きくなる（伸びる）必要がある。
【００４０】
図４に示すような正面部２ｄ’が直線状のＲＵＰ本体２’では、正面部２ｄ’に長手方向の距離拡大を許容する形状的な余裕がない。従って、ＲＵＰ本体２’が折れ曲がるときに、正面部２ｄ’の材料自身が伸びる必要がある。このため、伸び率が小さいハイテン材では大きな変形に対応出来ず、折れや亀裂が発生し、その発生後には強度が著しく低下する。
【００４１】
これに対して本実施形態のリア・アンダーラン・プロテクタ１では、正面部２ｄが外側に突出しているため、正面部２ｄの長手方向への距離拡大を許容することができる。具体的には、ＲＵＰ本体２が変形する場合、背面部２ｂ近傍が曲がりの中立面となり、正面部２ｄが曲がりの外側面となるようにして折れ曲がる。従って、正面部２ｄはこの曲げ変形の際に長手方向の距離が大きくなるのだが、正面部２ｄが外側に突出しているため、正面部２ｄの上下方向長さに余裕があり、これが正面部２ｄの長手方向への距離拡大を許容する。つまり、図１に示すようなＲＵＰ本体２が折り曲がると、図２に示すように、その正面部２ｄが内側に移動してほぼ直線状になる。正面部２ｄの上下方向長さは、折り曲げ前と比較して短くなる。この短くなった分が、正面部２ｄの長手方向への距離拡大に利用されるのである。言い換えれば、正面部２ｄの中央部１５を外側に突出させることによって、曲げ変形時の長手方向の伸びを許容する伸びしろが設けられる。従って、曲げ変形時に材料そのものが伸びる必要がないので、伸び率の低いハイテン材でも亀裂や破断等が生じることなく変形することが可能となる。なお、正面部２ｄは、必ずしも曲がり変形後に直線状となる必要はない。
【００４２】
このように本実施形態のリア・アンダーラン・プロテクタ１では、背面部２ｂに発生する応力を分散・低減できると共に、ＲＵＰ本体２にハイテン材を使用することができるため、板厚を厚くしたり、補強部材を設けたりすることなく、ＲＵＰ本体２、ひいてはリア・アンダーラン・プロテクタ１全体の耐荷重性能及び衝突エネルギ吸収量を著しく向上させることができる。
【００４３】
なお、本実施形態のように、ＲＵＰ本体２の背面部２ｂと正面部２ｄの湾曲曲率Ｒ１，Ｒ２を等しくし、左右対称形状とすれば、ＲＵＰ本体２（筒体）の変形が容易になると共に、背面部２ｂと正面部２ｄとを間違えるといった問題が生じないため管理も容易である。
【００４４】
本発明は上記実施形態に限定はされない。
【００４５】
例えば、図７に示すように、背面部２ｂ及び正面部２ｄの形状を、上端部１１，１６及び下端部１２，１７から中央部１０，１５に向かって外側に突出するように傾斜した直線部２０と、それら直線部２０同士をつなぐアール部２１とからなるようにしても良い。
【００４６】
また、図８に示すように、背面部２ｂ及び正面部２ｄが部分的に突出するように屈曲させた形状としても良い。つまり、この形態では、背面部２ｂ及び正面部２ｄは、上下方向両側部に形成され、中央部に向かって外側に突出するように傾斜した傾斜部２５と、それら傾斜部２５間を直線的につなぐ直線部２６とを備える。
【００４７】
このように、本発明は背面部２ｂ及び正面部２ｄの形状について制約はなく、複数のアール部を備えたもの（複合アール形状）や、インボリュート形状のもの等、様々なものが考えられる。
【００４８】
更に、正面部２ｄの突出方向については、曲げ変形時の伸びしろを確保することがその目的であるから、図９に示すように、上下方向の中央部１５が上下方向両端部１６，１７よりも内側（車両進行方向前方側）に突出するように湾曲又は屈曲した形状としても良い。
【００４９】
また、図１０に示すように、ＲＵＰ本体２の剛性を高めるべく、筒体３０を上下に重ね合わせて構成したものにも適用可能である。つまり、各筒体３０の背面部２ｂ及び／又は正面部２ｄを、その上下方向中央部が上下端部よりも外側に突出するように湾曲又は屈曲させて形成すれば良い。なお、各筒体３０の正面部２ｄは図９の形態と同様に内側に突出させても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１１のＩ−Ｉ線に沿った断面図であり、本発明の一実施形態に係るリア・アンダーラン・プロテクタのＲＵＰ本体の変形前の状態を示している。
【図２】図１１のＩ−Ｉ線に沿った断面図であり、本発明の一実施形態に係るリア・アンダーラン・プロテクタのＲＵＰ本体の変形後の状態を示している。
【図３】本発明の一実施形態に係るリア・アンダーラン・プロテクタのＲＵＰ本体の背面部に発生する応力を説明するための図である。
【図４】直線状の背面部及び正面部を有するＲＵＰ本体の断面図である。
【図５】図４のＲＵＰ本体の背面部に発生する応力を説明するための図である。
【図６】ＲＵＰ本体に係る荷重と変位量との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の他の実施形態に係るリア・アンダーラン・プロテクタのＲＵＰ本体の断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係るリア・アンダーラン・プロテクタのＲＵＰ本体の断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係るリア・アンダーラン・プロテクタのＲＵＰ本体の断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係るリア・アンダーラン・プロテクタのＲＵＰ本体の断面図である。
【図１１】リア・アンダーラン・プロテクタの概略斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  リア・アンダーラン・プロテクタ
２  ＲＵＰ本体
２ｂ  背面部
２ｄ  正面部
１０，１５  中央部
１１，１６  上端部
１２，１７  下端部
【図１】
2005225327.tif 000003
【図２】
2005225327.tif 000004
【図３】
2005225327.tif 000005
【図４】
2005225327.tif 000006
【図５】
2005225327.tif 000007
【図６】
2005225327.tif 000008
【図７】
2005225327.tif 000009
【図８】
2005225327.tif 000010
【図９】
2005225327.tif 000011
【図１０】
2005225327.tif 000012
【図１１】
2005225327.tif 000013