(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝突時等の前後方向に沿う外力作用時において、シャシフレームの変曲部より前方の前端側にパワーユニットの慣性力を集中せしめて前記シャシフレームの前端側を潰すことにより衝撃エネルギーの有効吸収を行うキャブオーバ型車両の衝突安全装置であって、前記パワーユニットの前端にラジエータを配置すると共に、そのラジエータを支持するクロスメンバを前記シャシフレームに架設し、前記ラジエータの前方で、かつ前記変曲部よりも更に前方において前記シャシフレームに架設されるクロスメンバに前記ラジエータの前面に当接するエンジンストッパを設けることを特徴とするキャブオーバ型車両の衝突安全装置。
【請求項２】
前記エンジンストッパは、外力作用時における前記パワーユニットの慣性力にほぼ耐える曲げ剛性を有することを特徴とする請求項１に記載のキャブオーバ型車両の衝突安全装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャブオーバ型車両のシャシフレームに支持されるパワーユニットの前後方向の外力作用時における慣性力をシャシフレームの前端側に作用させて衝撃エネルギーの有効吸収をするキャブオーバ型車両の衝突安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示すように、キャブオーバ型車両１６のキャブ１７はシャシフレーム５の前部に配置され、運転台はシャシフレーム５に支持されているパワーユニットの位置よりも前方に配置されるものが一般である。なお、キャブ１７の後方には荷台１８がシャシフレーム５上に搭載される。図６，図７に示すように、エンジン９及びトランスミッション１０等とからなるパワーユニット８はエンジン支持構造１４とトランスミッション支持構造１５を介してシャシフレーム５に弾性支持される。なお、図示のようにパワーユニット８は、車両の前方側の狭幅のシャシフレーム５の部分から変曲部７を介して広がる広幅のシャシフレーム５のサイドメンバ６，６間に配置される。また、図６，図７に示すように、パワーユニット８のエンジン９のファン１２の前方にはクロスメンバ１３に支持されるラジエータ１１が近接して配置され、このラジエータ１１の前方にはクロスメンバ４がシャシフレーム５のサイドメンバ６間に架設されて配置される。なお、このクロスメンバ４はサイドメンバ６の変曲部７より前方に配置される。
【０００３】
図８，図９は、トランスミッション１０をシャシフレーム５側に支持するトランスミッション支持構造１５（単に支持構造１５という）の概要構造を示すものである。この支持構造１５は、略Ｕ字形状のマウントスティ２０と、マウントブラケット２１と、マウントラバ２２と、トランスミッション１０の上方に固定される略断面コ字形状のマウントカバ２３等とからなる。なお、トランスミッションクロスメンバ２４は本例ではサイドメンバ６，６に架設される平板状の板部材からなる。
【０００４】
図８，図９に示すように、一対のマウントスティ２０，２０はその開口部２５を車両の車幅方向に向けて配置され、その上端をトランスミッションクロスメンバ２４の下面に連結して配置される。一方、両端部２６，２６を有する架設部２７とこの中央部において直交して配置される取り付け座２８とからなるマウントブラケット２１は、その両端部２６，２６をマウントスティ２０，２０の開口部２５，２５に挿入して配置され、その両端部２６，２６とマウントスティ２０，２０との間にはマウントラバ２２，２２が介設される。一方、トランスミッション１０の上部にはマウントカバ２３が固定され、マウントカバ２３にはマウントブラケット２１の取り付け座２８が連結される。以上の構造により、トランスミッション１０はマウントブラケット２１，マウントラバ２２及びマウントスティ２０を介してトランスミッションクロスメンバ２４に連結して弾性支持される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示すように、キャブオーバ型車両１６が剛壁１９等に正面衝突すると、比較的高剛性のシャシフレーム５の前端が剛壁１９に当り、有効に変形して衝撃エネルギーを吸収する。そのため、シャシフレーム５には急激な減速度が発生する。一方、パワーユニット８は前記のようにマウントラバ２２等を介してシャシフレーム５側に弾性支持されているため、衝突時においてはマウントラバ２２等が変形する分だけ時間遅れした状態でパワーユニット８の慣性力がシャシフレーム５側に伝わる。そのため、シャシフレーム５側に固定されているトランスミッションクロスメンバ２４と支持構造１５との間には相対ずれが生ずる。一方、前記したようにトランスミッションクロスメンバ２４側に固定されているマウントスティ２０はその開口部２５を車幅方向に向けて配置されるため、マウントブラケット２１の両端部２６とマウントスティ２０との間に相対ずれがあるとマウントブラケット２１の両端部２６がマウントスティ２０に干渉する。すなわち、図９においてＡ部とＢ部が衝突する。そのため、パワーユニット８が慣性力により前方に移動するとシャシフレーム５をトランスミッション１０の支持構造１５の部分を介して前方に引きずる。この支持構造１５はシャシフレーム５の比較的後方側に配置されるため、シャシフレーム５は長いスパンで圧縮され、シャシフレーム５の変曲部７での横方向への座屈変形を誘発し、シャシフレーム５の反力の急激な低下をもたらし、短いストロークでの有効な衝撃エネルギーの吸収が困難となる可能性がある。図４における点線はこの場合におけるシャシフレーム５の荷重−変位曲線を示すものである。
【０００６】
一方、衝突時等における外力作用時におけるキャブの変形を防止する公知技術として、例えば、特開平７−６９２４０号公報や実開平４−１０９６２１号公報が挙げられる。特開平７−６９２４０号公報の「キャブオーバ型トラックの車体前部構造」は、ラジエータの補強枠部材をエンジンのラジエータケースの前端や車台フレームに剛体のパイプ部材を介して連結し、外力作用時において外力をラジエータで受けとめてキャブの変形を防止するものである。ラジエータを介在物として利用する点において本発明と類似する点もあるが、後記するようにこの公知技術と本発明とは構成において大きく相異する。一方、実開平４−１０９６２１号公報の「キャブオーバ車両のエンジンマウント構造」はエンジンをガイドレールに沿って移動可能な状態でサイドフレーム側に搭載し、エンジンに作用する弾性力が過大の場合にエンジンのロックを解除し、エンジンを前記ガイドレールに沿って前方に移動せしめ、キャブ側に作用する伝達力を低減しキャブ変形を防止するものである。この手段は、それ自体として特徴を有し、キャブ変形低減に機能するものであるが、以下に説明する本発明のように、パワーユニットの慣性力を変曲部より前方のクロスメンバに伝えてシャシフレームの前端側に集中せしめて衝撃エネルギーの有効吸収を図るようにしたものとは構成において大きく相異する。
【０００７】
本発明は、以上の事情に鑑みて発明されたものであり、外力作用時において慣性力をシャシフレームの前端側に集中せしめ、シャシフレームの前端側の車両前後方向の変形をし易くし、短いストロークで衝撃エネルギーを有効に吸収し、キャブ変形を低減し、安全性を向上するキャブオーバ型車両の衝突安全装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の目的を達成するために、衝突時等の前後方向に沿う外力作用時において、シャシフレームの変曲部より前方の前端側にパワーユニットの慣性力を集中せしめて前記シャシフレームの前端側を潰すことにより衝撃エネルギーの有効吸収を行うキャブオーバ型車両の衝突安全装置であって、前記パワーユニットの前端にラジエータを配置すると共に、そのラジエータを支持するクロスメンバを前記シャシフレームに架設し、前記ラジエータの前方で、かつ前記変曲部よりも更に前方において前記シャシフレームに架設されるクロスメンバに前記ラジエータの前面に当接するエンジンストッパを設けるキャブオーバ型車両の衝突安全装置を構成するものである。また、前記エンジンストッパは、外力作用時における前記パワーユニットの慣性力にほぼ耐える曲げ剛性を有することを特徴とするものである。
【０００９】
車両の前面衝突時、シャシフレーム前端が剛壁に突き当りシャシフレームに急激な減速度が生じると、搭載されるパワユニットは相対的に前方に移動する。この時、エンジン及びトランスミッションのマウントラバが引っ張られ、抵抗力を発生してパワユニットの重量を取り付け部を通じてシャシフレームに伝達しようとする。それと同時に前方移動したエンジンはラジエータに当る。ラジエータの前面にはクロスメンバに支持されているエンジンストッパがあり、エンジンの慣性力はエンジンストッパを介してシャシフレームに伝達される。これによりパワーユニットの慣性力のほとんどをシャシフレーム前端に集中させ、シャシフレームの変曲部の後方に位置する支持構造を介してのシャシフレームへの入力は極めて少なくする。そのため、シャシフレームの変形は前端側に集中して車両軸上に潰れるモードとなり、反力の低下なく、短いストロークで衝撃エネルギーを吸収することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のキャブオーバ型車両の衝突安全装置の実施の形態を図面を参照して詳述する。図１に示すように、シャシフレーム５は車幅方向に相対向して配置されるサイドメンバ６，６と、この間に架設されるクロスメンバ類からなる。クロスメンバとしては各種のものがあるが、ラジエータ１１を支持するクロスメンバ１３やラジエータ１１の前方に配置されるクロスメンバ４等がある。また、シャシフレーム５のサイドメンバ６，６間の間隔はその前方側が狭幅であり、後方側が広幅なものからなる。エンジン９やトランスミッション１０等からなるパワーユニット８は広幅のサイドメンバ６，６間に収納される。また、狭幅のシャシフレーム５の部分と広幅のシャシフレーム５の部分との境目には変曲部７が形成される。前記のクロスメンバ４はこの変曲部７よりも前方に配置される。
【００１１】
エンジン９及びトランスミッション１０はシャシフレーム５側に支持されるエンジン支持構造１４やトランスミッション支持構造１５により弾性支持される。エンジン支持構造１４はマウントゴムを介する一般構造のものからなるが、トランスミッション支持構造１５としては前記の図６乃至図９に示したものが採用される。
【００１２】
図１，図２に示すように、クロスメンバ４には本発明の主要構成部材であるエンジンストッパ１が固定される。本例では、エンジンストッパ１は棒体状のスティ２とこのスティ２の両端からほぼ直角に屈曲する支持棒体部３，３とからなる略コ字形状のものからなる。なお、支持棒体部３，３の基端部はクロスメンバ４側に固定される。また、外力が作用しない通常の状態において、スティ２はラジエータ１１の前面に当接して配置される。このエンジンストッパ１は、外力作用時においてパワーユニット８の慣性力が作用するが、その場合において、この慣性力をクロスメンバ４を介してシャシフレーム５側に伝達し得る曲げ剛性を有するものからなる。すなわち、エンジンストッパ１は慣性力により容易に変形するような軽剛性のものではない。
【００１３】
次に、本発明のキャブオーバ型車両の衝突安全装置における外力作用時における作動状態を図３等により説明する。キャブ１７の前面が剛壁１９に衝突する外力作用時において、シャシフレーム５の前端部に外力が直接作用する。それと同時に、パワーユニット８には前方に向かう慣性力が作用する。パワーユニット８は、前記のように弾性支持されているためシャシフレーム５の変形動作より挙動遅れした状態で前方に移動する。そのため、前記したように、トランスミッション支持構造１５がシャシフレーム５に干渉し、シャシフレーム５を後方側から長いスパンで圧縮しようとする。
【００１４】
しかしながら、本発明の場合には、パワーユニット８が前方に移動し始めるとエンジン９のファン１２がラジエータ１１に当り、パワーユニット８の慣性力はラジエータ１１に作用する。ラジエータ１１にはエンジンストッパ１が当接しているため、パワーユニット８の慣性力はエンジンストッパ１に作用する。エンジンストッパ１は、前記のように適当な高剛性を有するものからなるため、やや変形しながらもこの慣性力ををクロスメンバ４側に伝える。図３は、以上の変形状態を極端に表示したものである。クロスメンバ４は、前記したようにサイドメンバ６の変曲部７よりも前方に配置されているため、パワーユニット８の慣性力は変曲部７に直接作用せず、クロスメンバ４より前方のシャシフレーム５の前端側に集中して作用する。そのため、図示のようにシャシフレーム５の前端側が潰れ、短いストロークで衝撃エネルギーを有効に吸収することができる。図４の実線は本発明による外力作用時における荷重−変位曲線を示す。
【００１５】
【発明の効果】
本発明のキャブオーバ型車両の衝突安全装置によれば、キャブオーバ型車両に衝突等により外力が作用しても、パワーユニットの慣性力がシャシフレームの後方から作用して変曲部を大きく変形させる現象がなくなり、シャシフレームの前端側の変曲部より前方の部分に慣性力が集中して作用する。そのため、シャシフレームの前端部が圧壊し易くなり、短いストロークで衝撃エネルギーを有効に吸収することができる。その結果、シャシフレームに支持されるキャブの変形量が抑制され、キャブ内の居住空間を確保し安全性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のキャブオーバ型車両の衝突安全装置を設けたシャシフレームとパワーユニット等の支持構造を示す下面図。
【図２】本発明のキャブオーバ型車両の衝突安全装置のエンジンストッパまわりの構造を示す斜視図。
【図３】本発明のキャブオーバ型車両の衝突安全装置の外力作用時における作動状態を示す模式的平面図。
【図４】本発明と従来技術における外力作用時におけるシャシフレームの荷重−変位線図。
【図５】従来のキャブオーバ型車両の概要構造とその剛壁への衝突直前の状態を示す模式図。
【図６】従来のパワーユニット等の支持構造を示す下面図。
【図７】従来のパワーユニットの支持構造を示す上面図。
【図８】従来のトランスミッションの支持構造のトランスミッションクロスメンバへの取り付け形態を示す正面図。
【図９】図８の上面図。
【符号の説明】
１    エンジンストッパ
２    スティ
３    支持棒体部
４    クロスメンバ
５    シャシフレーム
６    サイドメンバ
７    変曲部
８    パワーユニット
９    エンジン
１０  トランスミッション
１１  ラジエータ
１２  ファン
１３  クロスメンバ
１４  エンジン支持構造
１５  トランスミッション支持構造
１６  キャブオーバ型車両
１７  キャブ
１９  剛壁
【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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