(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車枠を構成する左右１対の側枠の前端の間に結合した横部材と、基端が該横部材の中央部に軸支持され、かつ先端が横部材の背面に沿つて前記側枠の方へ延びる受けレバーと、該受けレバーに支持されかつ前端が前記横部材を貫通して前方へ延びるエネルギ吸収材と、前記側枠の内側に軸支持した基端から内側前方へ延びる第１のリンクと、第１のリンクの前端部から内側方へ延び、かつ左右１対の側枠の間に支持した内燃機関の前面へ突出するバーと、前記受けレバーの先端と前記第１のリンクの前端との間に連結した第２のリンクとを備えており、車両の前面衝突時、障害物に前記エネルギ吸収材が当り、前記エネルギ吸収材による前記受けレバーの後退に伴ない、第２のリンクを介し前記バーが後退して衝撃を吸収し、次いで内燃機関が前記バーに当たつて第１，第２リンクの交差角を一直線状に伸長させ、前記受けレバーが前記エネルギ吸収材を押し戻して衝撃を吸収するようにしたことを特徴とする、キヤブオーバ型貨物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】
本発明は車両の前面衝突時、車枠の変形を抑制するようにした、キヤブオーバ型貨物車両の衝突安全装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両の前面衝突時、車枠の変形を抑制するために、車枠の前部にキヤビン（運転台）が配設され、運転者の着座位置が内燃機関よりも前方に位置するキヤブオーバ型貨物車両では、実開平4-109621号公報などに開示されるように、障害物（バリア）への前面衝突時、強固な車枠の前端が障害物に突き当たると、内燃機関が慣性力を受けて前方へ平行移動して衝突エネルギを吸収することにより、上方に位置するキヤビンの生存空間を確保し、運転者の安全性を保つようになつている。しかし、貨物車両のキヤビンにはボンネツト部分がないので、前面衝突時のエネルギを吸収するための空間を得にくい。
【０００３】
そこで、キヤブオーバ型貨物車両の前面衝突時の安全性を確保するために、例えば前バンパの内部の僅かな空間に、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）製の円筒状のエネルギ吸収材を配設したり、車枠の側枠を車両の前端まで延長して衝突時のエネルギを有効に吸収するものが提案されている。
【０００４】
しかし、上述のようなエネルギ吸収材に求められる荷重特性は、ボンネツト型乗用車などの前端に設けられる軽衝突用エネルギ吸収材の荷重特性とは異なり、基本的に車枠部分の変形を代替するので、車枠の強度に匹敵する高荷重を発生し持続する特性が要求される。このため、エネルギ吸収材が車枠の強度に近い強度を発生できるように、エネルギ吸収材は強固な車枠の前面に配設され、取付座面の陥没などを防ぐために厚い保持板を挿入するなどしている。上述の措置を講じないとエネルギ吸収材は変形せず、車枠のみが前面より変形し、キヤビンの生存空間を確保できない。
【０００５】
また、エネルギ吸収材を車枠の幅いつぱいに配設するのが好ましいが、エネルギ吸収材の前端が前バンパの形状と干渉して前後方向の有効長さを短くせざるを得ないこともある。車枠の側枠の前端を延長する場合にも同様のことが言える。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は上述の問題に鑑み、車枠の衝突エネルギを内燃機関の慣性エネルギにより相殺し、車枠の変形を抑制するようにした、キヤブオーバ型貨物車両の衝突安全装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の構成は車枠を構成する左右１対の側枠の前端の間に結合した横部材と、基端が該横部材の中央部に軸支持され、かつ先端が横部材の背面に沿つて前記側枠の方へ延びる受けレバーと、該受けレバーに支持されかつ前端が前記横部材を貫通して前方へ延びるエネルギ吸収材と、前記側枠の内側に軸支持した基端から内側前方へ延びる第１のリンクと、第１のリンクの前端部から内側方へ延び、かつ左右１対の側枠の間に支持した内燃機関の前面へ突出するバーと、前記受けレバーの先端と前記第１のリンクの前端との間に連結した第２のリンクとを備えており、車両の前面衝突時、障害物に前記エネルギ吸収材が当り、前記エネルギ吸収材による前記受けレバーの後退に伴ない、第２のリンクを介し前記バーが後退して衝撃を吸収し、次いで内燃機関が前記バーに当たつて第１，第２リンクの交差角を一直線状に伸長させ、前記受けレバーが前記エネルギ吸収材を押し戻して衝撃を吸収するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明ではエネルギ吸収材の取付部に内燃機関の慣性力で作動する倍力機構を設けることにより、エネルギ吸収材の取付位置、特に車幅方向の取付位置に自由度をもたせ、前後方向の有効長さを減じることなく、効率的に衝突エネルギを吸収する。
【０００９】
【実施例】
図１に示すように、キヤブオーバ型貨物車両は車枠１０の左右１対の側枠８の前端に横部材５が結合され、横部材５にエネルギ吸収材４が支持される。前輪７と後輪９を支持する車枠１０には左右１対の側枠８の間に内燃機関６が支持され、内燃機関６の上側に運転台３が支持される。図２，３に示すように、本発明によれば衝突エネルギを内燃機関６の慣性エネルギにより相殺するために、左右１対の側枠８の前端に閉断面をなす強固な横部材５が結合され、横部材５に繊維強化樹脂などからなるエネルギ吸収材４（例えば特開平8-219215号公報に開示されるようなもの）が支持される。エネルギ吸収材４は横部材５から前方へ突出し、車両の前面衝突時エネルギ吸収材４が障害物２に突き当るように構成される。
【００１０】
図３には車両の左半部だけを示すが、本発明によるキヤブオーバ型貨物車両の衝突安全装置は、左右１対の側枠８と横部材５との間に左右対称に設けられるのが好ましい。側枠８に結合した支板１６に支軸１５により第１のリンク１２ａの基端が支持される。リンク１２ａは基端から前方かつ内方（車幅中心方向）へ突出され、かつリンク１２ａの前端からバー１２が内方（車幅中心方向）へ湾曲され、かつ内燃機関６の前面へ突出される。一方、横部材５の中心付近に結合した支板１９に、支軸２０により受けレバー１８の基端が支持される。受けレバー１８の先端は横部材５に沿つて側枠８へ延びる。受けレバー１８の中間部分に、エネルギ吸収材４の後端に設けた受け板４１が当接するように構成される。受けレバー１８と第１のリンク１２ａとの間に、第２のリンク１４を連結してトグル機構が構成される。つまり、受けレバー１８の先端に第２のリンク１４の前端がピン１７により連結され、リンク１４の後端はリンク１２ａの前端とピン１３により連結される。こうして、リンク１２ａとリンク１４はピン１３が車幅中心方向へ偏倚する屈曲状態に配設される。
【００１１】
車両の前面衝突時、エネルギ吸収材４が障害物２に突き当つて変形しつつ衝突エネルギを吸収する。この時、左右１対の側枠８の間に支持される内燃機関６は前方（矢印ｙ方向）への慣性力を受けて移動し、バー１２に荷重ｆを及ぼす。バー１２が支軸１５を中心として反時計方向へ回動する時、リンク１２ａとリンク１４が一直線をなす方向へ伸長され、受けレバー１８が支軸２０を中心として時計方向へ回動して、エネルギ吸収材４を前方へ押し戻すように働く。
【００１２】
図５に示すように、側枠８の内部に構成されるトグル機構からなる倍力機構について説明すると、連結点Ｂに横向きの力Ｆを加えた時、リンク１４のＢＣ方向に生じる力をＷとすると、モーメントの釣合い条件からＦ×ＡＤ＝Ｗ×ＡＥとなる。また、リンク１４の連結点Ｃが滑る方向（前後方向）に生じる分力はＷｃｏｓαである。したがつて、次の式が成り立つ。
【００１３】
Ｗcosα＝Ｆcosα・ＡＤ／ＡＥ
リンク１２ａ，１４の連結点ＢがＡＣ線に近付くほどＡＥは小さくなり、ＡＤと cosαは大きくなるので、リンク１４の連結点Ｃが滑る方向に生じる分力は非常に大きくなる。
【００１４】
上述のように、本発明は倍力機構を側枠８の内部に備えたものであり、車両の前面衝突時、最初に車枠１０が減速するので、内燃機関６は慣性で前方へ移動しようとする。この時、内燃機関６の前面に配置されたバー１２（長さＡＨ）のＨ点に、内燃機関６の慣性力ｆが入力される。バー１２のＨ点に加わる力ｆは、てこの原理で拡大されて連結点Ｂへ現れ、トグル機構により拡大されて連結点Ｃに与えられ、さらにてこ受けレバー１８（長さＣＤ）により増大され、エネルギ吸収材４の取付位置に大きな力Ｆを生じる。エネルギ吸収材４は車両の車幅中心付近に配設可能であり、倍力機構により衝突荷重を支持できる。つまり、エネルギ吸収材４の取付位置について車幅方向の自由度を確保しつつ、前後方向の有効長さを犠牲にすることなく、衝突エネルギを吸収することができる。
【００１５】
図６に示すように、エネルギ吸収材４を支える受けレバー１８について吟味すると、受けレバー１８の重心回りの慣性モーメントをＩG 、回転半径をｒ、質量をｍとし、受けレバー１８の重心位置Ｇにエネルギ吸収材４を取り付け、受けレバー１８の重心位置Ｇを、受けレバー１８の軸支持部Ｄからの長さL2、リンク１４との連結部Ｃからの長さL1とすると、
ＩG＝ｍｒ2＝ｍL1・L2
L1・L2＝ｒ2＝（回転半径）
となるような関係にあれば、軸支持部Ｄは内燃機関６の慣性力による衝撃力積に対する衝撃中心となり、衝撃力は軽減されるので、軸支持部Ｄの取付強度が問題となることはない。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は上述のように、車枠を構成する左右１対の側枠の前端の間に結合した横部材と、基端が該横部材の中央部に軸支持され、かつ先端が横部材の背面に沿つて前記側枠の方へ延びる受けレバーと、該受けレバーに支持されかつ前端が前記横部材を貫通して前方へ延びるエネルギ吸収材と、前記側枠の内側に軸支持した基端から内側前方へ延びる第１のリンクと、第１のリンクの前端部から内側方へ延び、かつ左右１対の側枠の間に支持した内燃機関の前面へ突出するバーと、前記受けレバーの先端と前記第１のリンクの前端との間に連結した第２のリンクとを備えており、車両の前面衝突時、障害物に前記エネルギ吸収材が当り、前記エネルギ吸収材による前記受けレバーの後退に伴ない、第２のリンクを介し前記バーが後退して衝撃を吸収し、次いで内燃機関が前記バーに当たつて第１，第２リンクの交差角を一直線状に伸長させ、前記受けレバーが前記エネルギ吸収材を押し戻して衝撃を吸収するようにしたものであり、キヤブオーバ貨物車両が前面衝突した場合に、取付自由度をもつたエネルギ吸収材だけを、衝突時に発生する内燃機関の慣性力により有効に変形させ、これにより車枠の変形を抑制し、キヤビンの生存空間を確保できるので、キヤブオーバ型貨物車両の前面衝突時の安全性が向上される。また、衝突安全性能を備えていながらも、前バンパのデザインの自由度が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る衝突安全装置を備えたキヤブオーバ型貨物車両の側面図である。
【図２】同衝突安全装置の斜視図である。
【図３】同衝突安全装置の平面図である。
【図４】同衝突安全装置の動作状態を示す平面図である。
【図５】同衝突安全装置のトグル機構の動作を示す平面図である。
【図６】同トグル機構に連結されるエネルギ吸収材を示す平面図である。
【符号の説明】
２：障害物（バリア）  ３：運転台（キヤビン）  ４：エネルギ吸収材  ５：横部材  ６：内燃機関  ８：側枠  １０：車枠  １２：バー  １２ａ：第１のリンク  １４：第２のリンク  １５：支軸  １６：支板  １８：受けレバー  １９：支板  ２０：支軸
【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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