JPH0932543A

JPH0932543A - 車両の車室保護構造

Info

Publication number: JPH0932543A
Application number: JP7184216A
Authority: JP
Inventors: Kenji Shibano; 憲治柴野
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1995-07-20
Filing date: 1995-07-20
Publication date: 1997-02-04

Abstract

(57)【要約】【課題】車両衝突時に、車両構成部品の車室内への侵
入を防ぐ。【解決手段】車両構成部品（排気管１６，吸気管３３，
排気管３６）の車両衝突力に対する応力集中部（２２，
４１，４２）に切損を生じさせる切り欠き（切り欠き２
３，第１切り欠き４３，第２切り欠き４４）を形成す
る。これにより、車両衝突時、切り欠きによって応力集
中部が切損し、車両構成部品の車室への侵入が防止され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両衝突時に車両
構成部品に切損を促してその車室内への侵入を防ぐよう
にした車両の車室保護構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の車体構造には、従来、外力作用点
や主要強度部材（強度上、車両の安全運転のために必要
な部材）をラーメンによって補強した構造、すなわち補
強殻構造が採用され、近年に到っては殻を補強材で補強
してフレームを廃止したモノコック構造が主流を占めて
いる。

【０００３】本来、この種の補強殻構造では、殻は面応
力を分担し、部材は軸力、曲げ等の垂直応力を分担し
て、構造全体として強度、剛性が確保されるようになっ
ており、また、車両衝突時には、衝突時の衝撃荷重が車
体及び車両搭載部品の変形によって吸収されるようにな
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、車室の容積を
広げて居住空間の拡大を図り、またフロントノーズをス
ラントさせて空気抵抗の減少を図るという場合は、エン
ジン、ステアリング装置、補機類、電装品を殆ど隙間の
無い状態でエンジンルームに配置せざるを得ず、車両衝
突時には、エンジン、ステアリング装置が車体と一体と
なって車室側へ押し出されて車室内に侵入してしまう虞
があった。また、車体又は車両構成部品の変形により車
両衝突時の衝突力を一部吸収することができても、変形
の状態と変形の進む方向によっては、車体ないし車両構
成部品が折れ曲がって車室内に侵入してしまう虞もあ
る。

【０００５】なお、実開昭５５ー２８７５８号公報に
は、排気管の途中に蛇腹状の管部を形成して振動に備え
るというものが開示され、実開昭５６ー４５１１３号公
報には排気管の途中に断面ほぼ矩形の折り曲げ部を形成
して、曲げに対する流路断面の変化をなくすようにした
ものが開示されているが、これらの提案は、上記の問題
に対応し得るものではない。

【０００６】本発明の目的は上記事情に鑑みてなされた
ものであり、車両構成部品に、作用する衝突応力により
切損を促して車室内への侵入を防ぐようにした新規な車
両の車室保護構造を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
車両構成部品の車両衝突力に対する応力集中部にその衝
突力を集中させて切損を生じさせる切り欠きを形成した
ものである。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記車両構成部品が排気管から成るもので
ある。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、車両構成部品が吸気管から成るものであ
る。

【００１０】請求項４記載の発明は、エンジンルーム前
部にラジエータを設置し、該ラジエータより後方にエン
ジンを設置し、エンジンから排気ガスを排出する排気管
の上流部を上記ラジエータと上記エンジンとの間に配置
し、上記ラジエータを介して排気管に伝えられる車両衝
突力に対し、排気管の車両衝突力に対する応力集中部に
その衝突力を集中させて切損を生じさせる切り欠きを形
成したものである。

【００１１】請求項５記載の発明は、エンジンルーム前
部にエンジンを設置すると共に、エンジンルーム後部に
エンジンに新気を供給する吸気管を配置し、該吸気管の
車両衝突力に対する応力集中部にその車両衝突力を集中
させて切損を生じさせる切り欠きを形成したものであ
る。

【００１２】請求項１記載の発明にあって、車両構成部
品に車両衝突時の衝突力が作用すると、衝突力は車両構
成部品の応力集中部に形成した切り欠きに集中し、切り
欠きで切損が生じ、衝突力の伝播が断たれる。よって変
形の進行による車両構成部品の車室内への侵入が防がれ
る。

【００１３】請求項２記載の発明にあって、車両衝突時
に排気管に衝突力が加えられると、排気管は、その切り
欠きに集中する衝突力によって切損する。

【００１４】請求項３記載の発明にあって、車両衝突時
に吸気管にその衝突力が加えられると、排気管は、その
切り欠きに集中する衝突力によって切損する。

【００１５】請求項４記載の発明にあって、ラジエータ
とエンジンとの間に配置された排気管の上流部は、車両
衝突の程度が軽い時は、ラジエータとエンジンの直接的
な衝突を防ぐ剛体として機能する。そして衝突の程度が
重い時は、切り欠きに集中する衝突力によって切損し落
下する。このため、排気管を介してエンジンが車室側へ
押し出されることが防がれ、エンジンが車室内に侵入す
ることが防止される。請求項５記載の発明にあって、車
両衝突時にエンジンが車室側へ向けて押し出され、吸気
管にエンジンの押し出しに伴う二次的な衝突力が加えら
れると、吸気管の切り欠きに集中した衝突力によって吸
気管が切損し、下方に落下する。このためエンジンの車
室側への移動距離は吸気管の切損分長くなり、この分エ
ンジンの車室側へ移動し得る距離が実質的に増す。この
結果、エンジンの車室内侵入の割合が大幅に低下する。
もちろん吸気管の切損とその落下により吸気管自身の車
室侵入も防がれる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１ないし図４は本発明による第
１の実施の形態を示す図であり、図１は、エンジンルー
ムの側断面図を示し、図２はエンジンに取り付ける排気
管の平面図を示し、図３は排気管の要部詳細断面図を示
し、図４はエンジンルームの構造を示す斜視図である。

【００１７】図４に示すように、エンジンルーム１は、
フロントサイドメンバ２、フロントクロスメンバ３、フ
ロントフェンダエプロン４、ラジエータサポート５等か
らなる主要強度部材と、フロントフェンダ６、フロント
バランスパネル７、パネル８等の殻とから構成されてい
る。

【００１８】図１に示すように、ラジエータサポート５
には、ラジエータ９が一体的に取り付けられ、ラジエー
タ９の後方にはエンジン（水平対向エンジン）１０が設
置されている。この場合、エンジン１０は、ラジエータ
９に対して車両後方側に適宜間隔を隔てて配置されてい
る。そしてエンジン１０は、左右のシリンダヘッド１
１，１１が、フロントフェンダ６側を向くようにかつ、
エンジンルーム１の後部に変速機１２を位置するように
設置され、弾性的に支持されている。このシリンダヘッ
ド１１の下面部には、エンジン１０のシリンダ（図示せ
ず）から排気ガスを排出する排気ポート１４が、路面側
を臨ませて開口されており、排気ポート１４の下流端部
（排気口）１５には、排気管１６が取り付けられてい
る。排気管１６は、シリンダヘッド１１の排気口１５に
直接取り付けられる排気マニホールド１７と、ラジエー
タ９及びフロントクロスメンバ３の後方でかつ、エンジ
ン１０の前面よりも前方の位置に横向きほぼ水平に配設
されると共に、その一方の端部が折り曲げられてフロン
トフェンダ６側に配設される排気管上流部１８と、排気
管上流部１８に接続される排気管下流部１９とからな
り、排気マニホールド１７は、下向前方に延びてエンジ
ン１０の前面よりも前方に延びた後、車幅方向へ屈曲さ
れて上記排気管上流部１８に接続され、その排気管上流
部１８を介して上記排気管下流部１９と連通されてい
る。そして、排気管上流部１８と排気管下流部１９の上
流部とには、それぞれ触媒コンバータ２０，２１が介設
されている。

【００１９】つまり、触媒コンバータ２０，２１を排気
管１６の上流側でかつ、エンジン１０と近接する位置に
配設して、第一に、触媒コンバータ２０，２１に排気ガ
スを高温なうちに供給して活発な酸化還元反応を生じさ
せ、第二に、排気管上流部１８と触媒コンバータ２０と
を剛性のあるプロテクタとして機能させて、程度の軽い
車両衝突時に、エンジン１０にラジエータ９を直接衝突
させないようにしてその損傷を防ぐのである。

【００２０】しかしながら、ラジエータ９とエンジン１
０との間に、エンジン１０のプロテクタを兼用し得るよ
うに排気管上流部１８及び触媒コンバータ２０を配置す
ると、車両衝突の程度が重く衝突力が大きなときは、ラ
ジエータ９に掛かる衝突力が殆どそのまま排気管上流部
１８を介してエンジンに作用するようになり、排気管１
６がラジエータ９、エンジン１０と一体となって車室１
３側へ押し出され、エンジン１０等が車室１３内に侵入
してしまう虞がある。

【００２１】そこで、排気管１６の特定の部分の肉厚を
薄くしてその断面係数を下げ、排気管１６の曲げ、切損
を生じ易くして、衝突力を吸収することが考えられる。
しかし、排気管１６のように、振動応力、熱応力が繰り
返し作用するものついては、断面係数の低い部分をむや
みに形成することはできない。

【００２２】このため本出願人は、排気管の振動応力の
集中部、排気管の熱応力の集中部及び排気管の車両衝突
時の衝突応力の集中部が同じ箇所に生じるか否かを試験
等により鋭意検討したところ、これら応力の集中部は、
それぞれ個別に存在し、排気管１６については、車両衝
突時の衝突応力の集中部は、最大曲げモーメントが作用
する排気管１６の排気マニホールド１７のシリンダヘッ
ド取り付け側寄り（以下、「排気管の衝突応力集中部」
という。）２２に位置することが解った。

【００２３】よって、この結果から、排気管の衝突応力
集中部２２の断面係数を排気管１６の他部に対して小さ
くすれば、車両衝突時、特に、車両衝突の程度が重いと
きに、排気管の衝突応力集中部２２で切損を生じさせる
ことができ、且つ切損が生じる前までの排気管１６の曲
げによって衝突エネルギの一部を有効に吸収することが
できる。

【００２４】そこで本発明の実施の形態にあっては、衝
突力の入力方向が必ずしも一つの方向に特定されないと
いう事情も考慮して、図１ないし図３に示すように、排
気管の衝突応力集中部２２の外周に対して環状に切り欠
き２３を形成し、その切り欠き効果により排気管１６に
確実に切損が生じるように構成した。この場合、切り欠
き２３の形成については、切り欠き２３は、車両衝突の
程度の軽いとき、すなわち、ラジエータ９を介してエン
ジン１０に触媒コンバータ２０（触媒コンバータ２０を
介設しない場合は、排気管上流部１８）が強く押し当て
られない程度のときに、切り欠き２３に切損が生じるこ
とがないように、車両衝突の程度の重いとき、すなわち
ラジエータ９を介して触媒コンバータ２０（触媒コンバ
ータ２０を介設しない場合は、排気管上流部１８）に伝
えられた衝突力により、排気管１６がエンジン１０を車
室付近まで押し出し得る程度のときに、切り欠き２３に
切損が生じるように形成される。

【００２５】そして排気管１６の衝突力の入力側に下向
きの分力を働かせて排気管上流部１８、排気管下流部１
９を路面側に落下させるため、衝突応力に対する切り欠
き２３の引っ張り側はエンジン１０の取り付け側に位置
させて形成され、圧縮側が引っ張り側よりも取り付け側
と反対側に位置させて形成されている。

【００２６】つまり、入力（衝突力）に対して先に上側
を切損させ、次に下側を切損させることにより、排気管
上流部１８、排気管下流部１９を路面側に落下させるの
である。もちろん、この場合に、切り欠き２３の引っ張
り側と圧縮側の位置を作為的に修正して落下の方向を、
左下、左下向きに変えることも可能である。また、切り
欠き２３の引っ張り側の幅、深さを大きくし、引っ張り
側から圧縮側に向かうに従って幅、深さを順次小さくす
ることにより、排気管上流部１８、排気管下流部１９を
路面側に落下させることも可能である。

【００２７】この結果、排気管１６の曲げ、切損の進行
は、車室１３以外の方向、つまり、下側または左右下側
へ向かって進行するようになり、切損後の排気管１６
は、その重量と衝突時の慣性によって車体後方側へ落下
する。

【００２８】よって、破断し落下した排気管１６がエン
ジン１０の押し出しに再び関与することなく、エンジン
１０、ステアリング装置等の車室１３内への侵入が防止
される。

【００２９】次に本発明による第２の実施の形態を図５
及び図６に基づき説明する。本実施の形態は、直列多気
筒エンジンをエンジンルーム前部に横置きに配置したも
のであり、図５は直列多気筒エンジンの断面図を示し、
図６は、直列多気筒エンジンの排気管の斜視図を示して
いる。

【００３０】図５に示すように、このエンジン２５のシ
リンダヘッド２６内には、吸気弁２７で開閉される吸気
ポート２８と、排気弁２９で開閉される排気ポート３０
とが形成されており、吸気ポート２８の上流端（吸気
口）３１は、車室側（エンジンルーム後部）Ｒに向けて
開口され、排気ポート３０の下流端（排気口）３２は、
車室側Ｒに対して反対側のラジエータ側Ｆに向けて開口
されている。

【００３１】吸気管３３のシリンダヘッド取り付け部
（吸気マニホールド）３５は、吸気ポート２８の上流端
３１に取り付けられて、シリンダヘッド２６側から車室
側Ｒへ向かってほぼ水平に延びており、車室側Ｒの吸気
管上流部３４は、吸気管３３のシリンダヘッド取り付け
部３５に対して上向きに屈曲されている。

【００３２】一方、図６に示すように、排気管３６は、
排気マニホールド３７と、排気管下流部３８と、排気マ
ニホールド３７に排気管下流部３８をＬ字形に接続する
排気管上流部３９とからなり、排気管上流部３９は、エ
ンジン２５の前部側からエンジン２５の下面を回り込む
ようにして車体下面を構成するフロアパン等に支持金具
等を介して取り付けられる。

【００３３】また、排気管上流部３９には、エンジン２
５の下側となる位置に触媒コンバータ４０が介設され、
触媒の酸化還元反応により排気ガスを清浄化するように
なっている。

【００３４】ここで、前述の第１の実施の形態と同様
に、吸気管３３、排気管３６について、振動応力の集中
部、熱応力の集中部、及び車両衝突時の衝突応力の集中
部の位置を検討したところ、これら集中部は、前述の第
１の実施の形態と同様に個別に存在し、車両衝突時の衝
突応力の集中部は最大曲げモーメントが生じる箇所、す
なわち吸気管３３にあっては、吸気管３３のシリンダヘ
ッド取り付け部３５側でかつ屈曲部近傍（以下、「吸気
管の衝突応力集中部」という。）４１に位置し、排気管
３６にあっては、排気マニホールド３７でかつ排気管上
流部３９との接続側周辺（以下、「排気管の衝突応力集
中部」という。）４２に位置することが解った。

【００３５】このため吸気管３３については、吸気管の
衝突応力集中部４１の外周に第１切り欠き４３を環状に
形成し、排気管の衝突応力集中部４２の外周に、第２切
り欠き４４を環状に形成する。勿論、第１切り欠き４３
及び第２切り欠き４４は、前記切り欠き２３と同様に、
衝突応力による曲げ、切損の方向が、車室側Ｒ以外、す
なわち路面側、左右路面側へ向けて進行するように形成
する。

【００３６】この結果、車両衝突時には、第１切り欠き
４３、第２切り欠き４４から曲げ、切損が生じる。そし
て破断直後、排気管３６は、その重量と、慣性とによっ
て車体後方へ落下し、吸気管上流部３４は、エンジンル
ームの下方に落下する。このため、切損を起こした排気
管３６、吸気管３３はエンジンの押し出しに再び関与す
ることがない。また、吸気管３３の切損により、エンジ
ン２５の押し出しに対するエンジンルームの距離が実質
的に長くなり、このためにエンジンが車室内に侵入する
ことが防がれる。さらに、吸気管３３の吸気管上流部３
４及び吸気管３３のシリンダヘッド取り付け部３５の上
流側部分の落下によって吸気管３３が車室内に侵入する
ことも防止される。

【００３７】従って、この実施の形態にあっても、エン
ジン２５、ステアリング装置等の車室内への侵入を防止
することができ、車室の安全性を大幅に改善することが
できる。

【００３８】なお、各実施の形態の説明にあっては、前
面衝突の場合の車両構成部品として排気管１６、吸気管
３３、排気管３６を例に掲げたが、車体を構成するフレ
ーム、シャシ等の車両構成部品の衝突応力の集中部に上
述と同様に切り欠きを形成して、車両衝突時、切損を生
じさせ車室の安全性を飛躍的に高めることも可能であ
る。

【００３９】

【発明の効果】以上、要するに本発明によれば次の如き
優れた効果を発揮する。

【００４０】（１）車両衝突時に、車両構成部品をその
衝突応力の集中箇所から切損させるようにしたので車室
の安全性を大幅に高めることができる（請求項１）。

【００４１】（２）車両衝突時に排気管によるエンジン
の車室側への押し出しを防止することができ、車室への
侵入を防ぐことができ、車室の安全性を大幅に高めるこ
とができる（請求項２）。

【００４２】（３）車両衝突時にエンジンの車室側への
押し出しを防止することができ、車室への侵入を防ぐこ
とができ、車室の安全性を大幅に高めることができる
（請求項３）。

【００４３】（４）排気管でエンジンを保護することが
できることに加え、車両衝突時の排気管の車室内への侵
入を阻むことができ、車室の安全性を大幅に改善するこ
とができる（請求項４）。

【００４４】（５）車両衝突時に吸気管が切損するよう
にしたので、エンジンの車室側への押し出しに対してエ
ンジンルームのスペースを実質的に拡張することがで
き、エンジンの車室内侵入を防ぐことができることに加
え、吸気管の車室内侵入を防ぐことができる（請求項
５）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に関し、エンジンル
ームの側断面図

【図２】同上、エンジンに取り付ける排気管の平面図

【図３】同上、排気管の要部詳細断面図

【図４】同上、エンジンルームの構造を示す斜視図

【図５】本発明の第２の実施の形態に関し、直列多気筒
エンジンの断面図

【図６】同上、直列多気筒エンジンの排気管の斜視図

【符号の説明】

１エンジンルーム９ラジエータ１０エンジン１６排気管（車両構成部品）２２排気管の応力集中部２３切り欠き３３吸気管（車両構成部品）３６排気管（車両構成部品）４１吸気管の衝突応力集中部４２排気管の衝突応力集中部４３第１切り欠き４４第２切り欠き

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両構成部品の車両衝突力に対する応力
集中部にその衝突力を集中させて切損を生じさせる切り
欠きを形成したことを特徴とする車両の車室保護構造。
【請求項２】上記車両構成部品が排気管である請求項
１記載の車両の車室保護構造。
【請求項３】上記車両構成部品が吸気管である請求項
１記載の車両の車室保護構造。
【請求項４】エンジンルーム前部にラジエータを設置
し、該ラジエータより後方にエンジンを設置し、エンジ
ンから排気ガスを排出する排気管の上流部を上記ラジエ
ータと上記エンジンとの間に配置し、上記ラジエータを
介して上記排気管に伝えられる車両衝突力に対し、上記
排気管の車両衝突力に対する応力集中部にその衝突力を
集中させて切損を生じさせる切り欠きを形成したことを
特徴とする車両の車室保護構造。
【請求項５】エンジンルーム前部にエンジンを設置す
ると共に、エンジンルーム後部にエンジンに新気を供給
する吸気管を配置し、該吸気管の車両衝突力に対する応
力集中部にその車両衝突力を集中させて切損を生じさせ
る切り欠きを形成したことを特徴とする車両の車室保護
構造。