(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の幅方向に配置され、それぞれが車両の前後方向に延び、その先端側に向かうに従いその高さが低くなる第１の区間及び、第１の区間の端部から前記先端側の端面までの第２の区間を有する一対のサイドレールと、第２の区間に位置する各サイドレールの下面に取付けられて各サイドレールを連結するフロントアンダーランプロテクタとを備えたシャシフレーム構造において、
前記フロントアンダーランプロテクタは、その一部が前記端面から車両の前方側に突出し、
各サイドレールの第２の区間での高さをＡ、第２の区間の前後方向への長さをＢ、第１の区間の前後方向への長さをＣとしたとき、Ａ：Ｂ：Ｃの中央値の比率が略、１：２．６：８．５であることを特徴とするシャシフレーム構造。
【請求項２】
車両の幅方向に配置され、それぞれが車両の前後方向に延び、その先端側に向かうに従いその高さが低くなる第１の区間及び、第１の区間の端部から前記先端側の端面までの第２の区間を有する一対のサイドレールと、第２の区間に位置する各サイドレールの下面に取付けられて各サイドレールを連結するフロントアンダーランプロテクタとを備えたシャシフレーム構造において、
前記フロントアンダーランプロテクタは、その一部が前記端面から車両の前方側に突出し、
各サイドレールの第２の区間での高さをＡ、第２の区間の前後方向への長さをＢ、第１の区間の前後方向への長さをＣとした時、これらの比率が略、１：２．５：８．７＞Ａ：Ｂ：Ｃ＞１：２．８：８．３であることを特徴とするシャシフレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の幅方向に配置されて車両前後方向に延びる一対のサイドレールを配備したシャシフレーム構造に関し、特に、各サイドレールの先端をフロントアンダーランプロテクタで連結したシャシフレーム構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トラックやマイクロバス等の車両は、略梯子型に形成されたシャシフレームを前後に配設して、その上部にキャブ、荷箱、ボティー等の構造体側を取付けて支持し、その下部にサスペンションを介し車軸側を取付けている。
【０００３】
略梯子型のシャシフレームは、車両の幅方向に配置された左右一対のサイドレールを複数のクロスメンバで一体結合されて構成されている。そしてサイドレールに、その先端側に行くに従いその高さが低くなる第１の区間と、第１の区間からサイドレールの先端までをその高さに変化のない形状とした第２の区間とを形成し、サイドレールの先端側の高さを後方側の高さより低くしている。
【０００４】
このような構成のシャシフレームは、車両前後側で路面からの位置が比較的高くなっているので、例えばサイドレールの先端、すなわち第２の区間の先端に、被衝突物の車両下部へのもぐり込みを防止するための、フロントアンダーランプロテクタと称する部材が、車両幅方向に延在するように取付けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
車両において衝突時のエネルギー吸収量を高める場合、シャシフレームを高剛性として衝突時のエネルギー吸収量を向上させる場合があるが、この場合、剛性アップに伴い壁反力のピークも高くなる。このように壁反力のピークが高くなると、乗員や被衝突物に与える影響が大きく、衝撃吸収の技術においては、壁反力のピークを抑えつつも衝突時のエネルギー吸収量を高めることが要望されている。このような背景の中、フロントアンダーランプロテクタは、単に被障害物のもぐり込み防止機能としてしか活用されておらず、積極的にシャシフレームの衝撃吸収技術には利用されていない。
本発明は、フロントアンダーランプロテクタを備えた構造において、衝突時における壁反力のピークの上昇を抑えつつもエネルギー吸収量を高めることが可能なシャシフレーム構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願発明者は、フロントアンダーランプロテクタの配置や、サイドレールの先端の高さや長さの関係に着目し、次のような構造を提案する。すなわち、請求項１に係る発明は、車両の幅方向に配置され、それぞれが車両の前後方向に延び、その先端側に向かうに従いその高さが低くなる第１の区間及び、第１の区間の端部から先端側の端面までの第２の区間を有する一対のサイドレールと、第２の区間に位置する各サイドレールに取付けられて幅方向に延在するフロントアンダーランプロテクタとを備えたシャシフレーム構造において、フロントアンダーランプロテクタを、その一部がサイドフレームの端面から車両の前方側に突出し、各サイドレールを連結するように各サイドレールの下面に取付けると共に、各サイドレールの第２の区間での高さをＡ、第２の区間の前後方向への長さをＢ、第１の区間の前後方向への長さをＣとしたとき、Ａ：Ｂ：Ｃの中央値の比率を略、１：２．６：８．５の関係とした。
【０００７】
請求項２に係る発明は、車両の幅方向に配置され、それぞれが車両の前後方向に延び、その先端側に向かうに従いその高さが低くなる第１の区間及び、第１の区間の端部から先端側の端面までの第２の区間を有する一対のサイドレールと、第２の区間に位置する各サイドレールに取付けられて幅方向に延在するフロントアンダーランプロテクタとを備えたシャシフレーム構造において、フロントアンダーランプロテクタを、その一部がサイドフレームの端面から車両の前方側に突出し、各サイドレールを連結するように各サイドレールの下面に取付けると共に、各サイドレールの第２の区間での高さをＡ、第２の区間の前後方向への長さをＢ、第１の区間の前後方向への長さをＣとした時、これらの比率を略、１：２．５：８．７＞Ａ：Ｂ：Ｃ＞１：２．８：８．３の関係とした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図２において、符号６は、トラックやマイクロバス等の車両を示す。車両６は、平面視において略梯子型に形成されたシャシフレーム１を備えている。シャシフレーム１は、矢印Ｗで示す車両幅方向に配置された左右一対のサイドレール２，２を複数のクロスメンバ３、３ａ、３ｂ、３ｃで一体結合されて構成されている。図２に示すシャシフレーム１は、車両６の前方側だけを示し、後方側は省略されている。シャシフレーム１の上部には、キャブ４と、その後方に荷箱５が取付けられている。
【０００９】
サイドレール２，２は、車両６の前方向から見た断面がコ字状断面を成し、各断面の開口側が車両中央に向けられている。各サイドレール２の先端２Ａ側には、フロントアンダーランプロテクタ７が設けられている。フロントアンダーランプロテクタ７は、例えば比較的車高の低い車両等の被衝突物が、車両下部へもぐり込むのを防止するためのもので、取付基部となるブラケット８，８と、幅方向Ｗに延在して各サイドレールを連結する被衝突物ガイド部材９とを備えている。本形態において、サイドレール２，２の側面形状は同一形状であるので、図１では一方側だけを示す。
【００１０】
金属製の各ブラケット８は、図１に示すように、金属製の各サイドレール２の先端２Ａの下面２Ｅ、すなわち後述する第２の区間２Ｂの下面２Ｅに溶接されて各サイドレール２と一体化されている。本形態において、被衝突物ガイド部材９は断面角型であって、各ブラケット８の先端面に各サイドレール２の先端２Ａ側の端面２Ｄから車両６の前方側に突出するように固定されている。フロントアンダーランプロテクタ７は、各ブラケット８と被衝突物ガイド部材９とを個別な構成とした形態に限定されるものではなく、各ブラケット８と被衝突物ガイド部材９とが一体な１部品の形態であっても構わない。
【００１１】
各サイドレール２は、それぞれが前後方向Ｆに延び、先端２Ａ側に行くに従いその高さが低くなる第１の区間２Ｃと、この区間２Ｃの端部から端面２Ｄまでをその高さに変化のない形状とした第２の区間２Ｂとし、サイドレール２の先端２Ａ側の高さを後方側の高さよりも低く形成されている。図１において、符号ｃは区間２Ｃにおける傾斜開始点となる端部を、符号ｂは区間２Ｂの傾斜終了点となる端部であり区間２Ｃの始点ともなる境界部を、符号ａは区間２Ｂの端部をそれぞれ示す。サイドレール２の上面２Ｆは、区間２Ｃでは端部ｃから端部ｂへ向かって下り傾斜を成し、区間２Ｂでは端部ｂから端部ａに向かって略水平面を成している。
【００１２】
本形態において、区間２Ｂでのサイドレール２における図中上下方向への高さをＡ、区間２Ｂの前後方向Ｆへの長さをＢ、区間２Ｃの前後方向Ｆへの長さをＣ、端部ａにおける端部ｃとの高低差をＤ、端面２Ｄから被衝突物ガイド部材９の外端面９ａまでの距離である被衝突物ガイド部材９の突出量をＥとする。
【００１３】
本願発明者は、これらそれぞれの寸法を変化させて、同一の被衝突物に従来構造のシャシフレームと同様な条件（サイドレール２の板厚６ｍｍ、速度４０Ｋｍ／ｈ）で衝突特性試験を行ったところ、
Ｄ＝６６ミリ、Ｅ＝６０ミリの時で、Ａ＝１５４ミリ、Ｂ＝４０７ミリ、Ｃ＝１３０８ミリのとき、すなわち、Ａ：Ｂ：Ｃの比率が略、１：２．６：８．５であるときに、図３に示すような衝突特性が得られた。図４は従来構造のシャシフレームで衝突特性試験を行ったときの衝突特性を示す。
【００１４】
図３、図４において、横軸は衝突時におけるサイドレール２の先端２Ａの変位量（Displacement）を示し、縦軸は外側から内側へ順番に、エネルギー吸収量（Internal Energy）、衝突時の壁反力（Rigid Wall Force）、先端２Ａのフレーム加速度（Frame Acc.）をそれぞれ示す。図３、図４中、実線は衝突時の壁反力−変位特性を、破線は加速度−変位特性を、右上がりの実線はエネルギー吸収量−変位特性をそれぞれ示す。
【００１５】
図４において、衝突時の壁反力（Rigid Wall Force）は、変位量３０ミリ前後でピーク（およそ２２５KN）に達し、その後、変位量１００ミリまでの間におよそ１００KNまで一気に低下し、その後除々に低下する。これに対し図３において、衝突時の壁反力（Rigid Wall Force）は、変位量３０ミリ前後でピーク（およそ２１０KN）となって図４の場合よりも低く、ピークを過ぎた後の変化も大きく異なっている。すなわち、図３によると、ピーク経過後の壁反力（Rigid Wall Force）の低下は、変位量１００ミリの時でおよそ１２５KNまでしか低下せず、この間においても段階的に低下している。変位量１００ミリを過ぎてからも壁反力（Rigid Wall Force）の値は、図４の場合と比べて高い位置から除々に低下している。また、加速度（Frame Acc.）においても、図３では図４に示す場合よりも高い値を示し、図３に示すエネルギー吸収量（Internal Energy）の上昇率は、図４の場合と比べて高い値となっている。
【００１６】
このように、本形態に示すような各部の寸法比率とすると、壁反力（Rigid Wall Force）や変位加速度（Frame Acc.）の異変が、従来の構成に比べて高い値で変化でき、エネルギー吸収量（Internal Energy）を多くすることができた。
【００１７】
本形態のシャシフレーム構造において、１５４ミリを基準、すなわち中央値として寸法Ａを変化させて衝突時の壁反力（Rigid Wall Force）と、エネルギー吸収量（Internal Energy）と、加速度時間積分値（Integral Frame Acc.）を測定し、ロバスト性について検証したところ、図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）に示すような結果が得られた。図５（ａ）はエネルギー吸収量（Internal Energy）の変化特性を、図５（ｂ）は衝突時の壁反力（Rigid Wall Force）の変化特性を、図５（ｃ）は加速度時間積分値（Integral Frame Acc.）の変化特性をそれぞれ示す。この結果から、エネルギー吸収量（Internal Energy）、壁反力（Rigid Wall Force）及び加速度時間積分値（Integral Frame Acc.）は、寸法Ａの中央値１５４ミリに対して±１０ミリまでは、略安定した性能特性を得られことがわかる。
【００１８】
図は省略したが、寸法Ｂ、Ｃのそれぞれ中央値を４０７ミリ、１３０８ミリとして寸法Ｂ、Ｃを変化させて衝突時のエネルギー吸収量（Internal Energy）、壁反力（Rigid Wall Force）、加速度時間積分値（Integral Frame Acc.）を測定し、ロバスト性について検証したところ、エネルギー吸収量（Internal Energy）、壁反力（Rigid Wall Force）及び加速度時間積分値（Integral Frame Acc.）は、寸望Ｂ、Ｃのそれぞれ中央値４０７ミリ、１３０８ミリに対して±５０ミリまでは、略安定した測定結果を得られた。
【００１９】
従って、本形態に係るシャシフレーム構造においては、寸法Ａ、Ｂ、Ｃの許容範囲は、
Ａ＝中央値１５４ミリ  ：±１０ミリ
Ｂ＝中央値４０７ミリ  ：±５０ミリ
Ｃ＝中央値１３０８ミリ：±５０ミリ
となり、寸法Ａ、Ｂ、Ｃの比率は、略
１：２．５：８．７＞Ａ：Ｂ：Ｃ＞１：２．８：８．３が好ましく、
Ａ：Ｂ：Ｃ＝１：２．６：８．５がより好ましい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、従来のフロントアンダーランプロテクタを単に巻き込み防止としてしか利用していないシャシフレーム構造と比較して、被衝突部との衝突時において、壁反力のピークの上昇を抑えつつもエネルギー吸収量を高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態を示すフロントアンダーランプロテクタを備えたシャシフレーム構造の部分拡大側面図である。
【図２】本発明のシャシフレーム構造を備えた車両の前部概略構成を示す平面図である。
【図３】図１に示したシャシフレーム構造の衝突特性を示す図である。
【図４】従来のシャシフレーム構造の衝突特性を示す図である。
【図５】（ａ）はエネルギー吸収量に対するサイドレールの寸法Ａの許容幅を示す図、（ｂ）は衝突時の壁反力に対するサイドレールの寸法Ａの許容幅を示す図、(ｃ)は、加速度時間積分値に対するサイドレールの寸法Ａの許容幅を示す図である。
【符号の説明】
１              シャシフレーム
２，２          サイドレール
２Ａ            先端
２Ｃ            第１の区間
２Ｂ            第２の区間
２Ｄ            端面
２Ｅ            下面
６              車両
７              フロントアンダーランプロテクタ
ｂ              第１の区間の端部
Ｗ              幅方向
Ｆ              前後方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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