(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の前後方向に延設されたシャシフレームと、該シャシフレームに支持される荷台の縦根太と、を連結し固定するストッパ構造であって、
前記シャシフレーム及び前記縦根太に対してそれぞれ固定される第１及び第２の固定部を有し、該２つの固定部の少なくとも一方は前記シャシフレーム又は前記縦根太に対する締結固定用のボルトが挿通されるボルト挿通孔を有し、前記ボルト挿通孔は前記シャシフレームと前記縦根太との少なくとも前記前後方向の相対移動を許容するように前記ボルトの移動を許容する形状を有するメインストッパ部材と、
前記メインストッパ部材に対して固定され、前記ボルト挿通孔に対する前記ボルトの移動を規制するサブストッパ部材と、を備え、
前記メインストッパ部材は、前記ボルト挿通孔の両側で相対向し、該ボルト挿通孔に沿って並ぶ複数組のボルト穴を有し、
前記サブストッパ部材は、前記メインストッパ部材に対して固定された状態で前記ボルト挿通孔に挿入されるピンと、前記複数組のボルト穴のうち１組のボルト穴に螺合するサブストッパ固定用ボルトが挿通される１組の孔とを有する
ことを特徴とするストッパ構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体の前後方向に延設されたシャシフレームと、該シャシフレームに支持される荷台の縦根太と、を連結し固定するストッパ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シャシフレームサイドメンバ（以下、サイドメンバと称する）の前部に支持される運転台（以下、キャブと称する）と、サイドメンバの後部に支持される荷台と、を備え、キャブ内の運転者の着座位置が概ねエンジンより前方に位置する貨物車（以下、キャブオーバトラックと称する）では、剛壁（以下、バリアと称する）への正面衝突の際の運動エネルギは、主に強固なサイドメンバの前端がバリアに突き当たり有効に変形することよって吸収され、これにより、上方のキャブに生存空間（以下、キャブ生存空間と称する）が確保され安全性が保たれる（例えば、特開２０００−２７２５４６号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
キャブの後方に配置される荷台の底面には、サイドメンバに沿って延びる縦根太が固定されている。縦根太は、サイドメンバの上面に搭載され、Ｕボルトによって固定される。また、Ｕボルトのみでは車体前後方向における固定が不十分となるおそれがあるため、サイドメンバと縦根太とに跨る荷台ストッパが設けられる。荷台ストッパは、サイドメンバと縦根太とにボルトによって締結固定され、Ｕボルトによる固定を車体前後方向において補完する。
【０００４】
また、荷台ストッパのボルト挿通孔の一方は、サイドメンバと縦根太との組み付け誤差を吸収するため、一般に必要ボルト径よりも車体前後方向へ延びる長孔状に形成されている。
【０００５】
ここで、バリアへの前面衝突時にキャブ生存空間を確保するためには、前方へ移動するキャブとバリア面との間隔を極力維持することが要求される。
【０００６】
しかしながら、上記荷台ストッパによる連結固定では、キャブがバリア面へ衝突し、サイドメンバが減速し、荷台の慣性力が荷台ストッパに作用すると、長孔状のボルト挿通孔の前端までボルトが移動してしまう可能性がある。ボルトが移動すると、サイドメンバの減速から荷台ストッパに荷重が発生するまでのタイミングが遅れる。このため、場合によっては、サイドメンバが減速しきってしまった後に荷台ストッパに荷重が発生し、初速度（衝突速度）に等しい分の荷台運動エネルギの殆ど全てを荷台ストッパが吸収しなければならなくなる。すなわち、フレーム変形のエネルギを荷台減速のために有効に活用することができず、結果として、荷台の前方移動が増大し、キャブ生存空間を減少させる可能性がある。
【０００７】
本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであって、キャブオーバトラックの前面衝突時に、フレーム変形によるエネルギ吸収を荷台の減速に有効に活用することができ、キャブ生存空間をより確実に確保することが可能なストッパ構造の提供を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明は、車体の前後方向に延設されたシャシフレームと、シャシフレームに支持される荷台の縦根太と、を連結し固定するストッパ構造であって、２つのフレームに対してそれぞれ固定される第１及び第２の固定部を有するメインストッパ部材と、メインストッパ部材に対して固定されたサブストッパ部材と、を備えている。メインストッパ部材の２つの固定部の少なくとも一方は、シャシフレーム又は縦根太に対する締結固定用のボルトが挿通されるボルト挿通孔を有する。ボルト挿通孔は、２つのフレーム間の少なくとも前後方向の相対移動を許容するようにボルトの移動を許容する形状を有する。サブストッパ部材は、ボルト挿通孔に対するボルトの移動を規制する。
【０００９】
本発明では、シャシフレームと縦根太との組み付け誤差は、ボルト挿通孔によって吸収される。
【００１０】
また、シャシフレームの前方に支持されたキャブがバリア面へ衝突すると、シャシフレームが減速し、荷台の慣性力がメインストッパ部材に作用する。このとき、ボルト挿通孔内におけるボルトの移動は、サブストッパ部材によって規制される。このため、シャシフレームの減速度発生のタイミングとメインストッパ部材の荷重発生のタイミングとが近付き、シャシフレームの減速が完了する前に荷台の慣性力がシャシフレームに十分に伝達され、シャシフレームの変形により荷台の運動エネルギを有効に吸収することができる。従って、フレーム変形のエネルギを荷台減速のために有効に活用することができ、シャシフレーム或いはキャブに対する荷台の前方移動が抑えられ、キャブ生存空間がより確実に確保され得る。
【００１１】
ボルト挿通孔は、長孔状に形成されても良く、サブストッパ部材は、ボルト挿通孔に挿入されるピンを有すると共にボルト挿通孔内におけるピンの位置を変更自在にメインストッパ部材に対して固定されても良い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は本実施形態のストッパ構造を備えたキャブオーバトラックの模式側面図、図２は図１のII部拡大図、図３（ａ）は図２のIIIa−IIIa線断面図、図３（ｂ）は図２のIIIb−IIIb線断面図、図４（ａ）は図３（ｂ）のIVａ矢視側面図、図４（ｂ）は図３（ｂ）のIVｂ−IVｂ線断面図、図５はメインストッパ部材及びサブストッパ部材の分解斜視図、図６（ａ）は図４（ａ）のVIａ−VIａ線断面図、図６（ｂ）は図４（ａ）のVIｂ−VIｂ線断面図である。
【００１３】
図１に示すように、キャブオーバトラック１は、車幅方向両側で前後方向に延設されたシャシフレームサイドメンバ（以下、サイドメンバと称する）３と、サイドメンバ３の前部に下方から支持される運転台（以下、キャブと称する）５と、サイドメンバ３の後部に下方から支持される荷台７と、を備えている。
【００１４】
荷台７は、キャブ５の背後に適宜の間隙を介して車幅方向に配置された前立鉄板９と、前立鉄板９の車幅方向両端から後方へ相対向して延びるあおり板１１と、車体後部であおり板１１の後端同士を開閉自在に連結するリヤゲート１３と、前立鉄板９とあおり板１１とリヤゲート１３とによって区画される矩形収容空間の底面を形成する底板１５と、底板１５の下面に固定され車幅方向両側で前後方向に延設された縦根太としての縦根太１７と、を備えている。
【００１５】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、縦根太１７は、底壁１９と、底壁１９の両端から上方へ相対向して延びる側壁２１，２３と、両側壁２１，２３の上端から相反する方向へ曲折されて延びるフランジ２５，２７と、を備えた逆ハット状断面を有する。両フランジ２５，２７は、荷台７の底板１５の下面に固着され、これにより縦根太１７と底板１５との間に閉断面が形成される。
【００１６】
サイドメンバ３は、底壁２９と、底壁２９の両端から上方へ相対向して延びる側壁３１，３３と、両側壁３１，３３の上端同士を連結する上壁３５と、を備えた略矩形閉断面を有する。縦根太１７は、その底壁１９がサイドメンバ３の上壁３５と接した状態でサイドメンバ３上に載置され、Ｕボルト３７とメインストッパ部材５３とによってサイドメンバ３上に連結固定される。
【００１７】
図２及び図３（ａ）に示すように、縦根太１７の両側壁２１，２３の上端にはそれぞれボルト挿通用の孔４１が形成されている。Ｕボルト３７は、孔４１に挿通される底棒部４３と、縦根太１７の両側壁２１，２３の外側に突出する底棒部４３の両端から下方へ曲折して延びる側棒部４５，４７と、を備えている。側棒部４５，４７の先端は、固定プレート４９を挿通しナット５１と螺合する。ナット５１を締め込むことにより、固定プレート４９とＵボルト３７の底棒部４３との間で縦根太１７がサイドメンバ３に対し締め付けられ固定される。
【００１８】
図２、図３（ｂ）、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、プレート状のメインストッパ部材５３は、その上端が車体前方へ傾くように縦根太１７及びサイドメンバ３の外側の側壁２１，３１上に配置されている。縦根太１７及びサイドメンバ３の外側の側壁２１，３１の所定位置にはボルト挿通用の孔５５（縦根太１７の孔のみ図６（ａ）に示し、サイドメンバ３の孔は図示省略）が形成され、該側壁２１，３１の内面上には孔５５に対応したウェルドナット５７が溶着されている。メインストッパ部材５３の下部（第１の固定部）５７には、ボルト６１のネジ部６１ａの外径とほぼ等しいか又はこれよりも僅かに大きい内径を有するボルト挿通孔６３が形成されている。メインストッパ部材５３の上部（第２の固定部）５９には、ボルト６５のネジ部６５ａの外径とほぼ等しいか又はこれよりも僅かに大きい幅を有しメインストッパ部材５３の傾き方向とほぼ同方向に延びる長孔状のボルト挿通孔６７が形成されている。メインストッパ部材５３の上部５９及び下部５７は、ボルト挿通孔６７，６３を挿通してそれぞれウェルドナット５７に螺合するボルト６５，６１により、縦根太１７及びサイドメンバ３の側壁２１，３１にそれぞれ締結され固定される。また、上部のボルト挿通孔６７が長孔状に形成されていることにより、サイドメンバ３と縦根太１７とを組み付ける際に側壁２１，３１間でボルト挿通用の孔５５及びウェルドナット５７の相対位置が設計上の位置からずれてしまういわゆる組み付け誤差が吸収され得る。
【００１９】
図４（ａ）、図４（ｂ）、図５，図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、メインストッパ部材５３の上部５９には、ボルト挿通孔６７に対するボルト６５の移動を規制する上下２つのサブストッパ部材７１，７３が固定されている。各サブストッパ部材７１，７３は、両端にボルト挿通用の孔７５，７７を有しボルト挿通孔６７に対して略直交する方向に配置されるボルト固定プレート７９，８１と、ボルト固定プレート７９，８１の裏面のほぼ中央から一体的に突出するピン８３，８５とを有する。メインストッパ部材５３の上部のボルト挿通孔６７の周縁部分には、ボルト挿通孔６７に沿って相対向して直線状に並ぶ複数組（本実施形態では６組１２箇所）のボルト穴８７，８９が形成されている。ピン８３，８５をボルト挿通孔６７に挿入し、ボルト９１を孔７５，７７に挿通してボルト穴８７，８９に螺合することにより、サブストッパ部材７１，７３がメインストッパ部材５３の表面上に締結固定される。なお、ボルト穴８７，８９に代えて埋め込みボルトを設け、埋め込みボルトに螺合するナットによってサブストッパ部材７１，７３を締結固定しても良い。
【００２０】
本実施形態では、ボルト９１が螺合されるボルト穴８７，８９は、ボルト固定プレート７９，８１がボルト６５のヘッド６５ｂに近接又は接し且つピン８３，８５がボルト６５のネジ部６５ａに近接するような位置のものが選択される。これにより、ボルト６５に大きな荷重が加わった場合であっても、ボルト挿通孔６７内でのボルト６５の移動はサブストッパ部材７１，７３によって瞬時に且つ確実に阻止される。
【００２１】
次に、車両前面衝突実験とその結果について説明する。
【００２２】
図７（ａ）は、本実施形態のストッパ構造との比較のために用いられた荷台ストッパ部材９３の平面図である。この荷台ストッパ部材９３は、ボルト穴８７，８９が設けられていない点を除き図４（ａ）に示すメインストッパ部材５３と同様の構成を有する。すなわち、荷台ストッパ部材９３には図４（ａ）のサブストッパ部材７１，７３は固定されず、ボルト６５は、車体前方への大きな荷重を受けることによって図７（ｂ）に示すようにボルト挿通孔６７内を車体前方へ移動する。
【００２３】
実験では、荷台ストッパ部材９３を用いた場合と本実施形態のストッパ構造（メインストッパ部材５３及びサブストッパ部材７１，７３）を用いた場合の双方について、図８に示すようにキャブ５がバリア面９５へほぼ正面から衝突した際における、フレーム速度（サイドメンバ３の速度）、荷台速度（縦根太１７の速度）、及びストッパ荷重（荷台ストッパ部材９３及びメインストッパ部材５３の受ける荷重）のそれぞれの経時的な変化を計測した。図９は、荷台ストッパ部材９３を用いた場合の結果を示し、図１０は、本実施形態のストッパ構造を用いた場合の結果を示している。図９及び図１０において、フレーム速度は二点鎖線により、荷台速度は破線により、ストッパ荷重は実線によりそれぞれ表示され、さらに、フレーム（サイドメンバ３）に対する荷台７の相対速度（荷台速度−フレーム速度）が算出されて一点鎖線により表示されている。
【００２４】
図８に示すようにキャブ５がバリア面９５へ正面衝突すると、サイドメンバ３が減速を開始する（図９及び図１０に二点鎖線で示すように、フレーム速度が減少し始める）。そして、サイドメンバ３の前端部分が圧潰されると共に、荷台７の慣性力が荷台ストッパ部材９３又はメインストッパ部材５３に作用し始める（図９及び図１０に実線で示すように、ストッパ荷重が増加し始める）。
【００２５】
このとき、サブストッパ部材７１，７３が設けられていない荷台ストッパ部材９３では、図７（ｂ）に示すように、ボルト６５がボルト挿通孔６７内を前方へ移動し、縦根太１７がサイドメンバ３上を車体前方へスライド移動するため、ストッパ荷重の上昇率が一時的に低下する。係る状態は、図９中の実線（ストッパ荷重）が加速度的に立ち上がった後に一時的にその傾斜を緩める緩斜部分９７として表され、この緩斜部分９７の存在によって、ストッパ荷重がピーク値となるまでの時間ｔが遅れる。この結果、サイドメンバ３の減速がほぼ完了してしまった状態でストッパ荷重が大きく上昇し、初速度（衝突速度）に等しい分の荷台運動エネルギの大部分を荷台ストッパ部材９３が吸収することとなる。すなわち、フレーム変形のエネルギを荷台減速のために有効に活用することができず、荷台７の前方移動が増大し、キャブ生存空間９９を減少させてしまう可能性が高まる。
【００２６】
これに対し、本実施形態のストッパ構造では、サブストッパ部材７１，７３によってボルト６５の移動が阻止されるので、図１０中に実線で示すストッパ荷重では、図９に示すような緩斜部分９７が発生せず、図９に比べて、ストッパ荷重がピーク値となるまでの時間ｔが短く、サイドメンバ３の減速がほぼ完了するまでの間にストッパ荷重が大きく上昇し、ストッパ荷重がピークとなったときの荷台７の相対速度ｖが低くなる。すなわち、サイドメンバ３の減速度発生のタイミングとメインストッパ部材５３の荷重発生のタイミングとが近付き、サイドメンバ３の減速が完了する前に荷台７の慣性力がサイドメンバ３に十分に伝達され、あたかも衝突安全性の確保における乗員拘束のライドダウン効果のように、サイドメンバ３の変形により荷台７の運動エネルギを有効に吸収することができる。
【００２７】
従って、キャブオーバトラック１の前面衝突時におけるフレーム変形のエネルギを荷台７の減速のために有効に活用することができ、サイドメンバ３或いはキャブ５に対する荷台７の前方移動が抑えられ、キャブ５が後方から押し潰されることが防止され、キャブ生存空間９９がより確実に確保され得る。
【００２８】
また、本実施形態では、ボルト６５の移動がサブストッパ部材７１，７３によって瞬時に阻止されるように、ボルト固定プレート７９，８１がボルト６５のヘッド６５ｂに近接又は接し且つピン８３，８５がボルト６５のネジ部６５ａに近接するような位置のボルト穴８７，８９が選択されているが、荷台７の種類やフレーム（サイドメンバ３）の減速特性等に応じて、他のボルト穴８７，８９を選択することも可能である。例えば、フレーム速度の上昇が比較的遅い特性を有するサイドメンバ３の場合には、サブストッパ部材７１，７３のボルト固定プレート７９，８１及びピン８３，８５がボルト６５のヘッド６５ｂ及びネジ部６５ａから所定距離だけ離間するような位置のボルト穴８７，８９を選択する。これにより、サイドメンバ３の減速度発生のタイミングとメインストッパ部材５３の荷重発生のタイミングとが近付くようにストッパ荷重がピーク値となるまでの時間が所定時間遅れ、サイドメンバ３の変形により荷台７の運動エネルギを有効に吸収することができる。このように、本実施形態では、ボルト穴８７，８９を複数組設けてボルト６５に対するサブストッパ部材７１，７３の位置を変更可能としているので、荷台７の種類やフレーム（サイドメンバ３）の減速特性等の相違に応じて的確且つ良好にキャブ生存空間９９を確保することができる。
【００２９】
なお、本実施形態では、ボルト６５の車体前方及び車体後方の双方にサブストッパ部材７１，７３を配置したが、車体前方のサブストッパ部材７１のみを配置した場合であっても、ボルト６５の車体前方への移動が阻止されるので、サイドメンバ３の変形により荷台７の運動エネルギを有効に吸収することが可能となる。
【００３０】
メインストッパ部材５３及びサブストッパ部材７１，７３は上記形状に限定されるものではなく、例えば図１１に示すように、サブストッパ部材をボルト挿通孔６７に嵌合されて保持されるピン１０１のみによって構成することもできる。
【００３１】
メインストッパ部材５３は、その上端が車体前方へ傾くような上記配置に限定されるものではなく、鉛直線に沿った配置や、水平線に沿った配置や、その上端が車体後方へ傾くような配置であっても良い。
【００３２】
本実施形態では、メインストッパ部材５３の上部５９のボルト挿通孔６７を長孔状としたが、サイドメンバ３と縦根太１７との組み付け誤差を吸収し得るボルト挿通孔は、メインストッパ部材５３の縦根太１７との連結部分又はサイドメンバ３との連結部分の少なくとも一方に設ければ良い。例えば、本実施形態における下部５７のボルト挿通孔６３を長孔状としても良く、双方を長孔状としても良い。
【００３３】
サイドメンバ３と縦根太１７との組み付け誤差を吸収するボルト挿通孔の形状は、上記長孔状に限定されるものではなく、サイドメンバ３と縦根太１７との間の少なくとも車体前後方向の相対移動を許容するようにボルト６５の移動を許容する形状であれば良く、例えば図１２に示すように、ボルト６５のネジ部６５ａの外径よりも大きくヘッド６５ｂよりも僅かに小さい円形孔状のボルト挿通孔１０３としても良い。同様に、長孔の方向についても、上記方向に限定されず、例えば水平方向に配置されても良い。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、車両の前面衝突時において、フレーム変形のエネルギを荷台減速のために有効に活用することができ、シャシフレーム或いはキャブに対する荷台の前方移動が抑えられ、キャブが後方から押し潰されることが防止され、キャブ生存空間がより確実に確保され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のストッパ構造を備えたキャブオーバトラックの模式側面図である。
【図２】図１のII部拡大図である。
【図３】図２の要部断面図であり、（ａ）は図２のIIIa−IIIa線断面を、（ｂ）は図２のIIIb−IIIb線断面をそれぞれ示している。
【図４】本実施形態のストッパ構造の全体図であり、（ａ）は図３（ｂ）のIVａ矢視側面を、（ｂ）は図３（ｂ）のIVｂ−IVｂ線断面をそれぞれ示している。
【図５】メインストッパ部材及びサブストッパ部材の分解平面図である。
【図６】メインストッパ部材及びサブストッパ部材の要部断面図であり、（ａ）は図４（ａ）のVIａ−VIａ線断面を、（ｂ）は図４（ａ）のVIｂ−VIｂ線断面をそれぞれ示している。
【図７】本実施形態のストッパ構造との比較のために用いられた荷台ストッパ部材の平面図であり、（ａ）は衝突前の状態を、（ｂ）は衝突時の状態をそれぞれ示している。
【図８】前面衝突時のキャブオーバトラックの模式側面図である。
【図９】比較実験の結果を示すグラフである。
【図１０】本実施形態のストッパ機構を用いた前面衝突実験の結果を示すグラフである。
【図１１】サブストッパ部材の他の態様を示すストッパ構造の全体図である。
【図１２】ボルト挿通孔の他の態様を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１  キャブオーバトラック
３  サイドメンバ（シャシフレーム）
５  キャブ
７  荷台
１７  縦根太
５３  メインストッパ部材
５７  メインストッパ部材の下部（第１の固定部）
５９  メインストッパ部材の上部（第２の固定部）
６５  ボルト
６７  ボルト挿通孔
７１  サブストッパ部材
７３  サブストッパ部材
１０１  ピン（ストッパ部材）
１０３  ボルト挿通孔
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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