JP2007153236A - 車両の衝撃吸収構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の前方衝突時に乗員を適切に保護する。
【解決手段】車両前部にエンジン１０を横置きに配置した車両の衝撃吸収構造であって、エンジン本体１４から車両前方側に突出する吸気マニホールド１５の前端部１５Ｆを、平面視において車幅方向の一方側から他方側へと向かうにつれ徐々に後退する仮想傾斜面に倣うよう形成し、前記エンジン本体１４の車幅方向一方側の側面部１４Ｒを、車両衝突時の衝突荷重で破壊可能なブラケット１７を介して車両の車体１１Ｒに支持する。車両の前面衝突時にエンジン１０を車幅方向の一方側にスライドさせつつ後退させ、このとき同時にブラケット１７を破壊し、エンジン１０を脱落させる。従来のようにエンジンを真っ直ぐ後退させる場合よりもエンジンの後退量を減少することができ、クラッシュストロークを増大して乗員の適切な保護を図ることが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は車両の衝撃吸収構造に係り、特に、車両前部にエンジンを横置きに配置した車両においてその前面衝突時に乗員を適切に保護するための衝撃吸収構造に関する。

この種の衝撃吸収構造については従来より種々の提案がなされている。例えば特許文献１には内燃機関の車両前方側に吸気マニホールドを設け、この吸気マニホールドにおいて、車両の進行方向に対して略垂直な最前面の壁部を、内燃機関との接続部分に位置する略水平な壁部に比べて薄く形成した内燃機関用吸気装置が開示されている。これにおいては、略垂直な最前面の壁部を略水平な壁部よりも低強度とし、車両衝突時に略垂直な最前面の壁部を潰れやすくして吸気マニホールドの最前面の体積を減少し、衝突の衝撃力を吸収することとしている。また、特許文献２には、吸気マニホールドの軸方向に延びる脆弱部を形成し、衝突の際に脆弱部にそって吸気マニホールドを破壊させ衝撃力を吸収する技術が開示されている。

特開２００２−１７４１５２号公報 特開平８−２４６９６８号公報

しかしながら、上記特許文献１及び２に記載の技術を含む従来技術においては、車両前方からの衝突荷重に対してエンジンがまっすぐ後退するようなモードを有している。このため、エンジンの後退量が比較的大きくなり、エンジンルームの後方に位置する乗員室内の乗員を保護するのに必ずしも適切ではなかった。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両の前方衝突時に乗員を適切に保護することのできる車両の衝撃吸収構造を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の一形態は、車両前部にエンジンを横置きに配置した車両の衝撃吸収構造であって、エンジン本体から車両前方側に突出する吸気マニホールドの前端部を、平面視において車幅方向の一方側から他方側へと向かうにつれ徐々に後退する仮想傾斜面に倣うよう形成し、前記エンジン本体の車幅方向一方側の側面部を、車両衝突時の衝突荷重で破壊可能なブラケットを介して車両の車体に支持したことを特徴とする。

この本発明の一形態によれば、車両の前面衝突時にエンジンが前方からの衝突荷重を受けた場合、吸気マニホールドの前端部が前記仮想傾斜面に倣うよう形成されていることから、エンジンには後向きの荷重と共に車幅方向の一方側に向かう荷重が加わり、エンジンは初期の位置から車幅方向の一方側にスライドしつつ後退するようになる。この車幅方向の一方側に向かう荷重はブラケットを破壊し、エンジンと車体との支持を切り離す。こうなるとエンジンの車幅方向一方側の部分が脱落し、エンジンの後退が抑制される。このように車両衝突時にエンジンを側方にスライドさせつつ後退させるので、従来のように真っ直ぐ後退させる場合よりもエンジンの後退量を減少することができる。また、ブラケットを破壊させてエンジンを脱落させるので、これによってもエンジンの後退量を減少することができる。よってエンジンの後退量を減少した分、車体の潰れ代であるクラッシュストロークを増大することができ、車両の乗員を適切に保護することが可能となる。

好ましくは、前記吸気マニホールドが、各気筒の吸気ポートにそれぞれ接続される複数の分配管と、これら分配管が埋め込まれる被覆部材とを有し、該被覆部材の前端部が、前記吸気マニホールドの前端部をなすと共に、前記仮想傾斜面に倣うような平面とされる。

この本発明の好ましい形態によれば、吸気マニホールドの前端部が前記仮想傾斜面に倣うような平面とされるので、上記のようなエンジンの車幅方向一方側へのスライド及び後退という衝突モードを安定して実現することが可能になる。また、車両走行時に発生するエンジンルーム内の気流を整流する効果も得られる。

好ましくは、前記被覆部材が衝撃吸収材料からなる。

この本発明の好ましい形態によれば、車両衝突時に吸気マニホールドを変形させる過程において、被覆部材により衝撃を吸収することができ、車両の乗員の保護に有利となる。

前記エンジン本体の車幅方向他方側にトランスミッションが取り付けられてもよい。この場合、吸気マニホールドの前端部に形成された傾斜平面により、車両走行時に発生するエンジンルーム内の気流をトランスミッションに導いてトランスミッションを冷却することが可能になる。

本発明によれば、車両の前方衝突時に乗員を適切に保護することができるという、優れた効果が発揮される。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１及び図２に本発明の実施形態に係る車両の衝撃吸収構造、特に車両（図示せず）の前部の構造を概略的に示す。図１が車両上方側から見たときの平面図、図２が車両前方側から見たときの正面図である。なお図１〜図４の各図には車両の前後左右の各方向を示し、例えば図１では下側が車両の前方、左側が車両の右側である。車両の前部にはエンジンルームが区画形成されており、このエンジンルーム内にエンジン１０が横置きに、即ちクランク軸が車幅方向（車両の左右方向）と平行になるように、配置されている。本実施形態のエンジン１０は直列３気筒ガソリンエンジンである。ただしエンジンの形態（気筒数、燃料の種類、燃焼方式、噴射方式等）に特に制限はない。エンジンルームの後方には乗員室（図示せず）が区画形成され、エンジンルームと乗員室とは隔壁（図示せず）で仕切られる。

車両は、車体の一部である左右一対のサイドメンバを有する（右側のサイドメンバ１１Ｒのみ図示）。これらサイドメンバは車両前後方向に延び、これらサイドメンバ間のスペースにエンジン１０及びトランスミッション１２からなるパワートレーン１３が配置されている。トランスミッション１２はエンジン１０の左側に固定して取り付けられている。エンジン１０は、シリンダブロック及びシリンダヘッド等からなるエンジン本体１４と、エンジン本体１４の前面部１４Ｆに取り付けられてエンジン本体１４から車両前方側に突出する吸気マニホールド１５とを備える。

パワートレーン１３は、複数の位置で、防振機能を有するエンジンマウントを介して車体に支持されている。そのうち本発明に関わる重要な一箇所を示すと、エンジン本体１４の右側面部１４Ｒ（車幅方向一方側の側面部）が、これに対向する右側のサイドメンバ１１Ｒに、エンジンマウント１６、車体側ブラケット１６Ａ及びエンジン側ブラケット１７を介して支持されている。エンジンマウント１６は右側サイドメンバ１１Ｒの上面部に固定されている。車体側ブラケット１６Ａは図２に示すように略Ｌ字状に形成され、その基端部がエンジンマウント１６の上面部に固定して取り付けられると共に、その先端部が右側サイドメンバ１１Ｒから車幅方向内側にはみ出している。エンジン側ブラケット１７は、エンジン本体１４の右側面部１４Ｒに固定して取り付けられると共に、車体側ブラケット１６Ａの先端部の下面部にボルト等の締結手段により接続固定されている。これによりエンジンマウント１６はエンジン１０ないしパワートレーン１３の右側の重量を吊り下げるようにして支持するようになり、エンジンマウント１６には圧縮荷重が加わることになる。

図３に吸気マニホールド１５の詳細を示す。吸気マニホールド１５は、エンジン１０の各気筒の吸気ポートに接続されてこれら吸気ポートに吸気を分配する部材である。吸気マニホールド１５は、エンジン本体１４の前面部１４Ｆにボルト等の締結手段により締結されるフランジ部１８と、フランジ部１８から一体的に前方に延出された気筒数と同数の分配管１９とを有する。これら分配管１９は、それぞれ各気筒の吸気ポートに接続されてこれら吸気ポートに連通される。さらに本実施形態の吸気マニホールド１５は、各分配管１９の上流端に一体的に接続された吸気集合部としてのサージタンク２０と、これら各分配管１９及びサージタンク２０が埋め込まれる被覆部材２１とを有している。

図４に被覆部材２１がない状態の吸気マニホールド１５を示す。図示されるように、各分配管１９は、フランジ部１８から真っ直ぐ前方に延出した後、左斜め下に曲がり、さらに後方に曲がるような略Ｕ字状に形成されている。そして各分配管１９は、その後方に曲がった直後の部分でそれぞれ連結及び連通され、その後サージタンク２０へと接続されている。サージタンク２０は車幅方向に伸びる円筒状であり、その左端部に図示しない吸気管を接続するためのフランジ部２２が設けられている。

特に、各分配管１９の最前端１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、車幅方向Ｗの右側から左側へと向かうにつれ徐々に後退する仮想傾斜面Ｐ１の近傍に位置される。これにより吸気マニホールド１５は、被覆部材２１がない状態においても、その前端部が仮想傾斜面Ｐ１に倣うように形成されることになる。ここで仮想傾斜面は、車両前後方向に垂直で且つ車幅方向Ｗに平行な仮想垂直平面Ｐｙｚを車両高さ方向の軸回りに回転させ、所定角度（図４中ではα１）で傾斜させた平面である。

各分配管１９は、車両衝突時の衝突荷重で比較的容易に破壊・変形することができる低強度の構造であるのが好ましく、例えば薄肉の樹脂管又は金属管（例えばステンレス管）からなる。もっとも、必ずしも低強度である必要はなく、車両衝突時の衝突荷重によっても容易に破壊・変形することができない比較的高強度のものであっても構わない。

図３に示すように、各分配管１９の全体と、サージタンク２０のフランジ部２２を除いたほぼ全体とが、単一の被覆部材２１により一体的に覆われ、被覆部材２１の中に埋め込まれる。好ましくは、被覆部材２１は、発泡金属（例えば発泡アルミ）等の衝撃吸収材料からなり、車両衝突時の衝突荷重を受けたときに容易に潰れ、このときに衝撃を吸収する。もっとも被覆部材２１は必ずしも衝撃吸収材料からなる必要はなく、車両衝突時の衝突荷重によっても容易に変形することができない比較的高強度のものであっても構わない。なお、図４に示した吸気マニホールド１５を衝撃吸収材料の溶湯の中に鋳込むことによって図３に示す吸気マニホールド１５を製造することができる。

吸気マニホールド１５の前端部１５Ｆをなす被覆部材２１の前端部２１Ｆは、前記仮想傾斜面Ｐ１の傾斜角α１よりも大きい傾斜角α２を有する仮想傾斜面Ｐ２に倣うような平面とされている。即ち、被覆部材２１の前端部２１Ｆは仮想傾斜面Ｐ２と平行な平面とされている。

そして、図１及び図２に示すエンジン側ブラケット１７は、車両衝突時の衝突荷重によって破壊可能な、比較的脆弱な部材となっており、例えば発泡アルミ等の発泡金属から形成されている。

以上のように構成された本実施形態の衝撃吸収構造においては、図５に示すように、車両の前面衝突時にエンジン１０が白抜き矢印で示す如き前方からの衝突荷重を受けた場合、この衝突荷重はまず吸気マニホールド１５の前端部１５Ｆに加わり、次いで吸気マニホールド１５を押しつぶす。この過程において、吸気マニホールド１５の前端部１５Ｆが傾斜面から形成されていることから、エンジン１０には後向きの荷重と共に右向きの荷重が加わり、エンジン１０は初期の位置（一点鎖線で示す）から右側にスライドしつつ後退するようになる。この右向き荷重はブラケット１７を破壊し、エンジン１０の右側面部１４Ｒにおける車体との支持を切り離す。こうなると図６に示すように、エンジン１０を含むパワートレーン１３の右側部分が脱落してパワートレーン１３全体が右側に落ちるように傾き、パワートレーン１３はサイドメンバ１１Ｒの下部のスペースに落下する。これによりエンジン１０を含むパワートレーン１３の後退が抑制される。

この本実施形態の衝撃吸収構造によれば、車両衝突時にエンジン１０を側方にスライドさせつつ後退させるので、従来のように真っ直ぐ後退させる場合よりもエンジン１０の後退量を減少することができる。また、ブラケット１７を破壊させてエンジン１０を脱落させるので、これによってもエンジン１０の後退量を減少することができる。よってエンジン１０の後退量を減少した分、車体の潰れ代であるクラッシュストロークを増大することができ、エンジン後方の乗員室内にいる乗員を適切に保護することが可能となる。

とりわけ、本発明に係る衝撃吸収構造を備えた車両同士が前面衝突した場合には、互いの車両において上記のような衝突モードが発生する可能性があるので、互いの車両において乗員の適切な保護を図ることが可能になる。

また、本実施形態においては、衝撃吸収材料からなる被覆部材２１に分配管１９を埋め込んだ構造を採用しているので、吸気マニホールド１５を変形させる過程において被覆部材２１により衝撃を吸収することができ、このことも乗員の保護に有利となる。

さらに、吸気マニホールド１５の前端部１５Ｆ（即ち被覆部材２１の前端部２１Ｆ）を傾斜平面から形成したので、上記のようなエンジン１０の右側方へのスライド及び後退という衝突モードを安定して実現することが可能になる。すなわち、仮に吸気マニホールド１５の前端部１５Ｆがでこぼこしているとエンジン１０が右側方にスライドする確率が低くなり、上記衝突モードが実現される確率が低くなるが、本実施形態ではこのような問題を回避できる。さらにこの傾斜平面により、車両走行時に発生するエンジンルーム内の気流を整流する効果を得られ、特に気流をトランスミッション１２に導いてトランスミッション１２を冷却することが可能になる。

また、被覆部材２１は全気筒の分配管１９を埋め込んだブロック状に形成されていることから、これが無い場合に比べ、車両走行時のエンジンルーム内の気流をより整流することができる。これにより吸気マニホールド１５の受熱量を低減し、吸気温を低下させられ、エンジン出力の増加や排ガスエミッションの低減を図れる可能性がある。

また、車体側ブラケット１６Ａの先端部の下面部にエンジン側ブラケット１７を取り付け、エンジン１０を吊り下げ支持するようにしたので、エンジン側ブラケット１７が破壊されたときその残存部分が車体側ブラケット１６Ａ等に引っ掛かってエンジン１０の脱落が阻害されることを防止でき、確実にエンジン１０を脱落させることが可能になる。

また、各分配管１９を低強度とし、且つこれら分配管１９を衝撃吸収材料からなる被覆部材２１に埋め込んだ構造とした場合には、吸気マニホールド１５が衝突荷重を受けたときに変形・破壊されやすくなり、仮にエンジン性能（出力、燃費等）向上の観点から吸気マニホールド１５の通路長を増大し、吸気マニホールド１５のエンジン本体１４からの突出量を多くした場合にあっても、衝突荷重により吸気マニホールド１５を押し潰して衝撃を吸収すると共に吸気マニホールド１５の体積を減少し、クラッシュストロークを十分確保することができる。

本発明の実施形態は他にも様々なものが考えられる。例えば、被覆部材２１の無い図４に示したような吸気マニホールド１５を用いてもよい。この場合でも、吸気マニホールド１５の前端部が仮想傾斜面Ｐ１に倣うように形成されているので、上記のようなエンジンの側方へのスライド及び後退というモードを実現可能である。また、前記実施形態ではエンジン側ブラケット１７を車両衝突時の衝突荷重で破壊可能としたが、これに替わり、車体側ブラケット１６Ａを車両衝突時の衝突荷重で破壊可能としてもよい。さらに、前記実施形態を左右反転した構造も可能である。

本発明の実施形態に係る車両の衝撃吸収構造を示し、車両前部の構造を示す概略平面図である。 本発明の実施形態に係る車両の衝撃吸収構造を示し、車両前部の構造を示す概略正面図である。 吸気マニホールドの平面図である。 被覆部材がない場合の吸気マニホールドの平面図である。 車両衝突時の車両前部の様子を示す概略平面図である。 車両衝突時の車両前部の様子を示す概略正面図である。

符号の説明

１０ エンジン
１１Ｒ 右側サイドメンバ
１２ トランスミッション
１４ エンジン本体
１４Ｒ エンジン本体の右側面部
１５ 吸気マニホールド
１５Ｆ 吸気マニホールドの前端部
１７ エンジン側ブラケット
１９ 分配管
２１ 被覆部材
Ｐ１，Ｐ２ 仮想傾斜面

Claims (4)

1. 車両前部にエンジンを横置きに配置した車両の衝撃吸収構造であって、
   エンジン本体から車両前方側に突出する吸気マニホールドの前端部を、平面視において車幅方向の一方側から他方側へと向かうにつれ徐々に後退する仮想傾斜面に倣うよう形成し、前記エンジン本体の車幅方向一方側の側面部を、車両衝突時の衝突荷重で破壊可能なブラケットを介して車両の車体に支持したことを特徴とする車両の衝撃吸収構造。
2. 前記吸気マニホールドが、各気筒の吸気ポートにそれぞれ接続される複数の分配管と、これら分配管が埋め込まれる被覆部材とを有し、該被覆部材の前端部が、前記吸気マニホールドの前端部をなすと共に、前記仮想傾斜面に倣うような平面とされることを特徴とする請求項１記載の車両の衝撃吸収構造。
3. 前記被覆部材が衝撃吸収材料からなることを特徴とする請求項２記載の車両の衝撃吸収構造。
4. 前記エンジン本体の車幅方向他方側にトランスミッションが取り付けられることを特徴とする請求項２又は３記載の車両の衝撃吸収構造。
   

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