JPS63263135A

JPS63263135A - 弾性的に取り付けられた自動車フロントエンジンにおけるエネルギー吸収のために変形されたボデー構造の支持装置

Info

Publication number: JPS63263135A
Application number: JP63076663A
Authority: JP
Inventors: カール‐ハインツ　バウマン
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1988-10-31
Also published as: US4836321A; DE3710808A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は前方からの衝突の際に車体前部が部分的に変形
した時に、エンジンと隣接して車体構造に固定され衝突
によって自動車の縦方向に移動させられる引張バンドが
エンジン側で摩擦力で結合して支えられことによって初
めて設置されるところの、弾性的に取り付けられた自動
車のフロントエンジンにおけるエネルギー吸収によって
変形された車体構造の支持装置に関する。

〈従来の技術〉自動車エンジンにおけるこのような支持装置はドイツ公
開公報［ＩＥ−ＯＳ）第２５０６３０３号ニよッテ既に
公知のものである。ここでの引張バンドは、エンジンか
ら一定の距離をもってこのエンジンから出発してエンジ
ンの両側で自動車の縦桁に固定して接続された横桁帯鉄
によって構成されている。

〈発明が解決しようとする課題〉上述のような従来の引張バンドでは、ある障害物によっ
て自動車の前部が衝撃を受けた場合、接触面積の程度に
完全に無関係に二本の縦桁は潰れ領域として利用され、
駆動ユニットは車体前部に強い変形が起きた場合エンジ
ンの額面上で支えられて後に押しやられ、これに対面す
るエンジンブロックの額面は、その後に位置する車体の
額壁で支えられ、この額壁は衝撃エネルギーの吸収に組
み込まれるようになっている。Ｗｉ壁中央部におけるこ
の変形は、安全室の大きな変形の際に初めて安全室内の
駆動ユニットの縦遊隙に隣りあったいわゆる生き残り空
間上に影響を及ぼすという欠点を持っている。

しかし、この装置は、実際の事故でよく起こるオフセッ
ト衝突、例えば衝突車とわずかのオーバーラツプで対面
衝突事故を起こした場合、変形エネルギーの大部分が、
衝突側の前部車体の半分によって吸収されるのを阻止す
る働きをしている。

ここで、相対的に小さな衝突速度においてもすでに衝突
側において星空間に額壁が押し潰されてくることを考え
るべきであり、このことは、必要不可欠な生き残り空間
の確保を危うくしている。

自動車のエンジン室にはエンジン前部に横方向の引張バ
ンドを取り付けるための十分な空間がないことが多いの
で、この公知の支持装置においては、あまり詳しくは説
明されていないようだが、二者択一的にエンジンの側面
に１つまたは多数の引張バンドが取り付けられるよう構
成されている。

詳しく述べられた引張バンドの側面取り付けとしては、
例えば縦桁にループ状の帯鉄が固定され、これが、車体
前部の変形の際にエンジンから側面に突き出た張り出し
で支持されるものが考えられよう。

しかしながら、このため弾性的に取り付けられたエンジ
ンはこれを内包する車体に対して自由に動き得るが、他
方ではこのような取り付は方法は、正確に定められた車
体前部の変形経過に対してのみ実施可能なのである。

しかし車体前部の変形経過は、障害物の衝突方向によっ
て大きく変化するので、エンジンの安全な支持作用は簡
単には確保されない。

本発明は、このような理由から、自動車の弾性的に取り
付けられたフロントエンジンにおけるエネルギー吸収に
よって変形した車体構造の上述のような支持装置をさら
に改良してフロントエンジンの支持作用が前部衝突の際
に車体前部の変形経過にほとんど依存しないで達成され
るよう、また引張バンドの取り付けがわずかの取、り付
は空間ですむようにするという課題に基づいている。

く課題を解決するための手段〉上記目的を達成するために、本発明では、引張バンドは
少なくともその縦方向の一部においてフレキシブルな引
張ザイルとして構成されてエンジンと永久的に結合され
、さらにこの引張バンドはその両端の固定部材の間で、
このバンドが設置された車体構造の予期された部分変形
の終結後に力を受け入れて固定されるように保持されて
いる。

エンジンの弾性的取り付けは、この場合エンジンと車体
の間に永久的接続が生じるが、これによって損なわれる
ことはない。

その上フレキシブルな接続は、エンジンから車体への音
の伝導の感知できる増加を阻止している。

さらに、これは、引張バンドは自動車の縦方向のみに位
置づけられねばならず、この時エンジンとエンジン室の
側壁との間に対応する現存の取り付は空間に取り付ける
ことができるという利点をもたらしている。自動車の縦
方向に３０ｍｍ以上の側壁変形が達成されて初めて引張
バンドの力を受け入れた緊張状態が現われる。

現存の自動車の駆動方式に従ってさまざまの引張バンド
接続が考えられる。エンジン室内で右側に片よって取り
付けられたエンジンの場合は、引張バンドを縦桁とこれ
に対置するエンジン側面の間で左側に取り付ければ、十
分である。なぜなら、自動車が右側にオフセット衝突を
受けた時にエンジンが額面に衝撃を受ける公算が大きい
からである。

場合によっては固定位置を、駆動ユニットが引張負荷の
もとで引張バンドによってほぼ垂直軸のまわりで振動す
るように選ぶとさらに効果的であろう、これによってオ
フセット衝突の際中心縦軸に平行な位置から引張バンド
側へと駆動ユニットの位置がずれ、これは、駆動ユニッ
トに衝突と反対の自動車の側面へ向かう衝突方向を与え
る。

オフセット衝突は本質的に助手席側よりも運転席側にお
いて頻度が高いが、（特に同心配置された駆動ユニット
において）エンジンの両側に一本ずつの引張バンドが設
けられている。ここで自動車の中心縦軸に対して鏡対称
に引張バンド配列が選ばれた場合、自動車のオフセット
衝突側面に無関係に、期待どおりのエンジン支持動作が
生じる。

普通の運転状態においては、同様に予定されているよう
にエンジンから車体へのアースケーブルとして同時利用
されている以外は引張バンド設置は何の意味ももたない
、二重の作用をもっ引張バンドを設置することによって
、アースケーブルにさらに引張バンドを付加した場合よ
りも、重量が少なくてすんでいる。

引張バンドがエンジン側で鋳物の構成部材に固定されな
ければならない場合、ワイヤロープ内で引張バンドとし
て自ら備えている自己減衰は、もはや不十分であり、引
張バンドの緊張経通の途中で現われる突然の引張力伝達
において鋳造部材への固定の脱落は阻止できなくなる。

むしろ、この場合張り長さの一部を変形部材で構成し、
この変形部材が引張バンドの緊張経過の最終段階で塑性
変形し、これによって引き応力が一様にしかも極端な緊
張尖端なしに鋳造部材に伝達されるようにすることが必
要であろう、変形部材の適当な設置によってエンジン側
の引張バンド固定部材の脱落は確実に阻止されることが
できる。

本発明の効果的構成として、このような変形部材の構成
形式のいくつかが請求項２以下に示されている。

さらにまた同程度の吸収能力をもった他の変形部材と引
張ザイルの結合もまた考えることができる。

〈実施例〉以下に本発明の４つの実施例を図解を用いて説明する。

詳しく図には示されていないが一般的駆動形態の自動車
の車体前部ｆｌ）は、支持構造として駆動ユニット（２
）の両側に縦桁な持つ、この縦桁はエンジン室（３）と
安全客室との間の額壁の領域でフォーク状桁（４）とし
て構成され、これは前方でユニット桁（５）になってい
る、ユニット桁（５）は縦方向に設置されたエンジン（
６）に平行に伸び軽い端末横桁（７）に至り、ここで前
端が結合されている。端末横桁（７）の前に、ここには
図示されていないがエンドプレートと普通のバンパーシ
ステムが取り付けられており、これは普通の方法でユニ
ット桁（５）の上、前方で支持されている。

エンジン（６）は、その後額面においてギヤボックス（
８）と接続し、全駆動ユニット（２）として統一して位
置づけられている。この位置付けは、ギヤボックス（８
）の後の中央トンネル横桁（９）及びエンジン（６）の
下をとおりユニット桁（５）の間に固定されたエンジン
桁（１０）上で達成されている。

公知の弾性的設置方法のユニット支持部材（ｉｌｌ（円
で示されている）は、したがって駆動ユニット（２）の
安全な三点支持を構成し、これによって駆動ユニット（
２）の車体に対する相対運動が許されている。

エンジン（６）は、右に片よって設置され、エンジン（
６）から右側のユニット桁（５）への側面距離が、左側
のそれより明らかに小さくなるようになっている。これ
によって、左側の運転席側上の車体前部（１）の平面の
一部のみに当たる障害物（１２）による車体前部の前面
衝突の際に、エンジン（６）が前面から衝撃されるので
はなく、衝突の運動エネルギーが完全に衝突側の車体前
部（１）の支持構造によって吸収されなければならない
という危険が生じる。端末横桁（７）は、その断面積の
抵抗モーメントはごくわずかなので、エンジン（６）の
衝撃には、この場合はんのわずかかかわるのみである。

エンジン（６）の前面衝撃の際、しかしながら客室の前
方、フォーク状桁の領域に存在する額面が衝突エネルギ
ーの吸収のために引きよせられる可能性が生じる。この
額面の負荷容量を小さく見積もることはできない、なぜ
ならこの額面はフロントガラスの下の横桁のように安全
室を支える輪郭と固く結合しているからである。さらに
この額面がエネルギー受け入れに関与することによって
、衝突強度が大きい時に、安全室自体が変形を共に受け
るところのフォーク状桁（４）で支えられた足空間上に
大きな影響を与える。したがって、この場合客室のいわ
ゆる生き残り空間は、はとんど危険に陥ることはなく、
あたかも自動車の衝突側の押し潰された領域も使用でき
るかのようである。

衝突が側面にずれて起ったにもかかわらずエンジン（６
）の衝撃を可能にするために、左側のユニット桁（５）
とエンジン（６）゛のクランクケーシングとの間に引張
バンド（１３）が取り付けられている６引張バンド（１
３）は、雑音発生と腐食を避けるためプラスチック被覆
されたフレキシブルなワイヤロープで構成されている。

ワイヤロープの両端は重い端末はと目（１４）を持ち、
これはワイヤロープと離れないよう固定されている。端
末はと目（１４）はむきだしの金属で構成され止めねじ
（１５）によって貫かれ、これによって端末はと目（１
４）はユニット桁（５）及びエンジン（６）にねじで固
定されている。

これによって引張バンド（１３）が引張部材としてもア
ースケーブルとしても使用され得る条件が整えられてい
る。

引張バンド（１３）のエンジン側の前端はエンジン横桁
（１０）のほぼ前方でクランクケーシングに接続され、
斜め後を通ってその後端によってフ才一り状桁（４）の
近傍でユニット桁（５）に接続されている。この時、引
張バンド（１３）はエンジン横桁（１０）のすぐ下を通
っており、固定点の一方または両方はエンジン横桁（１
０）自身よりも高い位置に置かれている。また引張バン
ド（１３）は、エンジン（６）が２　振動を制限されな
いように遊撃を持たせて取り付けらハでいる。また一方
で引張バンド（１３）の取り付けの際、引張バンドが、
オフセット衝突した時、ユニット側の固定点が約３０＋
＋＋ｎ＋後に動いた時に力を受け入れた張り状態が達成
されるように考慮されている。この時、引張バンド（１
３）の固定点の位置を、引張バンド（１３）が緊張経過
の最終段階でエンジン横桁けＯ）を上方にたわませるよ
うに選ぶこともできる。これによって、両端の固定部材
に前もって作用するザイル張力としての大きな初期負荷
が発生する。この初期負荷はユニット桁（５）の変形が
大きくなって引張バンド（１３）の伸び状態に到達した
後直接、主負荷に移行し、この主負荷が′ｇ！ｉ生変形
した額壁土でのエンジン（６）の支持にかかつていく。

これによって、エンジン側の変形負荷の全てが引張バン
ド（１３）のエンジン側の固定部材上に突然現われるこ
とが避けられ、このことによって必然的に鋳造されたク
ランクケーシングからねじ固定部材が脱落することが避
けられている。これに対して、ユニット桁側のねじ固定
部材の脱落の危険はほとんどない、なぜならば、ここで
は溶接ナツトを用いることができ、この溶接ナツトが引
張バンドけ３）の力受け入れにおける負荷衝撃を溶接ナ
ツト台座の塑性変形によってやわらげることができるか
らである。

ユニット側のねじ固定部材の取り付けにおいても、した
がってまた、この固定部材上にエンジン側の固定部材に
必要である初期負荷をかけることが考えられる。

上述の引張バンド（１３）の取り付けに対して二者択一
的により強い横の方向付けをもたせて取り付けることも
考えられる。この取り付けは、引張バンド（１３’）と
して点線で示されている。ここでは、エンジン側のねじ
固定部材はエンジン桁（１０）のすぐ後でクランクケー
シングの下方の傾いたエンジン側面の近傍に設定されて
いる。このねじ固定部材から出発して引張バンド（１３
°）は強く左に傾いてその後端を額面側でハンドルギヤ
ケーシング（１６）上にねじ固定し、このハンドルギヤ
ケーシング（１６）はフォーク状桁（４）の前方でユニ
ット桁（５）と固く接続している。ここから生じるねじ
固定部材に対する軸方向は引張バンド（１３’）の張り
方向を横切っており、これによって固定ねじは主にぜん
断力を受けるが張力はほとんど受けないようになってい
る。

ハンドルギヤケーシング（１６）がユニット桁（５）の
左側に固定されていることによって、ケーシング側のね
じ固定部材はユニット桁（５）が押し潰された際、同様
に後方に動く。引張バンド（１３’）が固く張られてい
ること及びユニット桁（５）の変形が進行することによ
って駆動ユニットは引張バンド（１３°）の引張力向に
基づいて垂直軸のまわりに振動衝撃され、この時引張バ
ンド（１３′）は変形したユニット桁（５）にごく近く
引きょせられる。変形経過によって、例えば変形した構
造によってエンジン（６）への側面距離が相殺された場
合、この振動運動ができないようになると、駆動ユニッ
ト（２）は少なくとも、衝突と反対側の方向へと避ける
運動をすることによってギヤボックスケーシング（３）
によって客室内の星空間を側面側から衝突された運転席
側へと圧迫することを阻止している。額壁の衝突エルネ
ギ−吸収への使用は、駆動ユニットの振動経過に無関係
に引張バンドｆ１３’１によっても保証されている。

引張バンド（１３）に付は加えて車体前部（１）の右側
にもう１本の引張バンド（１３）　（点線で図示されて
いる）をほぼ鏡対称に設けることができる。このように
両側に引張バンドを設けることは、とくにエンジン（６
）がエンジン室（３）内の同心上に垂直に取り付けられ
ている場合に有効である。なぜならば、この時エンジン
を衝撃しない右側のオフセット衝突の危険が図示された
取り付は位置におけるよりも大きいからである。

上述の引張バンド（１３）および（１３°）は、変形部
材が引張バンドの張り長さに組み込まれた引張バンド構
成の各々にもとすいて二者択一的に取り付けられること
ができる。

第２図には、引張バンド（１７）が示されているが、こ
れは同じように被覆されたワイヤロープで構成され、引
張バンド（１３）に対応してエンジン（６）及びユニッ
ト桁（５）に結合されている。しかし、異なる点は、長
さに余裕があり、中間で大きく曲げられて２つのループ
をなしていることである。この２つのループは互いに隣
接して長方形のザイル留め金（１８）・で囲まれ、これ
によって固定されている。ザイル留め金（１８）はＵ字
型の縁のある金属板で構成されその底面は垂直にこの平
面より突き出た２個の横ボルト（１９）を持ち、この２
個のボルトは互いに一定の距離をもっている。ワイヤロ
ープがループを形成するために横ボルト（１９）のまわ
りに巻き付けられた後にザイル留め金（１８）の高くな
った縁壁がループのまわりでもう一度縁どりし、このこ
とによって、全体としてほぼ１８０’の角度が生じてい
る。この時互いに軽く重なりあった壁はザイル留め金（
１８）の底面に押しつけられ、これによって引張バンド
（１７）のループ領域は、締められた壁とザイル留め金
（１８）の底面との間に固定されるようになっている。

このような構成によって引張バンド（１７）は、横ボル
ト（１９）が引張バンド（１７）の両端の固定点の間の
結合線上にくるまでザイル留め金（１８）が引張負荷の
もとで曲げられることによってのみ、伸びた状態が達成
されることができる。この時必要な塑性変形エネルギー
は初期負荷として引張バンド（１７）のエンジン側固定
部材に利用される。

第３図では、この初期負荷の準備状態として。

フレキシブルな引張バンド（２０）が設けられており、
その前端はエンジン（６）にねじで止められている。ワ
イヤロープ状の引張バンド（２０）の後端はピストン軸
に沿って変形シリンダ（２１）内に導ひかれ、圧縮ピス
トン（２２）と固く結合されている。変形シリンダ（２
１）は、ハンドルギヤケーシング（１６）の下方で形成
された目板（２３）によってユニット桁（５）上にねじ
止めされ、このとき、シリンダ（２１）はユニット桁（
５）に対してほぼ平行に前方に伸びている。またここで
圧縮ピストン（２２）は後方の固定されたシリンダ端に
近い出力状態に置かれている。圧縮ピストン（２２）に
よって衝撃され得るシリンダ内腔は固い合成物質（２４
）で満たされている。

さらに圧縮ピストン（２２）はシリンダ内腔に対して大
きめに形成されており、その外周はシリンダ壁に彫られ
たリング満（２５）内にぴったりはめこまれている。

引張バンド（２０）に引き応力がかかった場合、変形シ
リンダ（２１）は先ず引張バンド（２０）の方向へと伸
長状態に引っばられ、この時シリンダは目板（２３）の
たわみによってユニット桁（５）から離れるように振動
する。

さらにユニット桁（５）が衝突応力を大きく受けた場合
、圧縮ピストン（２２）は変形シリンダ（２１）を通じ
て引っばられ、ついには変形シリンダ（２１）内で最終
状態に到達し、動けなくなる。この後、引張バンド（２
０）と変形シリンダ（２１）の対はエンジン支持の主負
荷を受け入れることができる。

圧縮ピストン（２２）が変形シリンダ（２１）内で移動
′する際、シリンダ壁は塑性変形して合成物質（２４）
が圧縮ピストン（２２）のまわりで後方に噴出すること
ができるかぎり押し広げられる。このような構成によっ
て、相対的に大きな初期負荷がエンジン側のねじ固定部
材にかかることができる。しかしながら同じように二者
択一的に、合成物質（２４）を放棄するか、そのかわり
に変形シリンダ（２１）を圧縮ピストン（２２）の前で
より小さい内径に縮小することが考えられる。

第４図は、引張バンド（２８）の実施例を示しており、
ここでは引張バンド（１３）と構成の等しいワイヤロー
プが、曲げ装置によってユニット桁（５）に接続されて
いる。この曲げ装置は、２つの平鉄（２６）で構成され
、これ゛ちは前方を向いた端末で曲がらないよう互いに
結合されている。平鉄（２６）及び（２７）の平面は互
いに隣りあって１つの平面内にほぼ置かれているので、
広めの１枚の平鉄を縦方向に切断しこれによって２つの
平鉄脚を構成することも考えられる。場合によっては切
断しなくとも刻み目を設けることで十分である。この刻
み目が引張バンド（１３）と結合した脚の角度をもった
長さに渡って切断面として用いられる６平鉄（２６）及び（２７）はわずかの設置空間しか取ら
ないので、平鉄（２６）の平面はユニット桁（５）　に
接して、平鉄（２７）が平鉄（２６）の上になるように
ねじ止めされている６間接的にのみユニット桁（５）に
ねじ止めされた平鉄（２７）は、その自由端に右いて約
１８０度前方に曲げられ、引張バンド（１３）の後端と
ねじ止めされている。

引張バンド（１３）の伸び経過において上述の曲げ装置
は、平鉄ｆ２６．２７）がワイヤロープの縦方向の遊び
内で前後に並ぶまで広がることができる。これと結合し
た曲げ装置の塑性変形は、この時期待される初期負荷を
供給する０曲げ装置のさらに進んだ曲げ変形は不可能な
ので、ブロックされ、主負荷が伝達されることができる
。

以上説明した以外に初期負荷を発生する手段としてもつ
とよく知られた変形部材を考えることができる０例えば
、引張ザイルの伸び長さ内に１つまたは多数の鎖状の変
形素子を組み込むことも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、引張バンドが取り付けられた自動車のエンジ
ン室の概略的な下面図である。第２図〜第４図は、第１図の引張バンドの部分を拡大し
て変化させた図である。２・・・・・・駆動ユニット、　　６・・・・・・エン
ジン、１３、１３′、１７，２０．２８・・・・・・引
張バンド、１８・・・・・・留め金、　　１９・・・・
・・横ボルト、２１・・・・・・シリング、　２２・・
・・・・圧縮ピストン、２６、２７・・・・・・平鉄

Claims

【特許請求の範囲】

（１）前方からの衝突の際に車体前部が部分的に変形し
た時に、エンジンと隣接して車体構造に固定され衝突に
よつて自動車の縦方向に移動させられる引張バンドがエ
ンジン側で摩擦力で結合して支えられることによつて初
めて設置されるところの、弾性的に取り付けられた自動
車のフロントエンジンにおけるエネルギー吸収によつて
変形された車体構造の支持装置であつて、引張バンド（
１３、１３′、１７、２０、２８）は、少なくともその
縦長さの一部がフレキシブルな引張ザイルで構成されて
エンジン（６）と永久的に結合され、しかも引張バンド
（１３、１３′、１７、２０、２８）はその両端の固定
部材の間で、ここに配置されている車体構造の予定され
た部分的変形が終結した後に力を受け入れて張られるよ
うに保持されていることを特徴とする支持装置。
（２）引張バンド（１３′、１７、２０、２８）のエン
ジン側の固定点が、車体側に対して相対的に、駆動ユニ
ット（２）が引張負荷に対して引張バンド（１３′、１
７、２０、２８）によつて振動衝撃を受けるように選ば
れている請求項１記載の支持装置。
（３）エンジン（６）及びこれに対置する車体側壁との
間に両側にほぼ鏡対称に各々１つの引張バンド（１３、
１７、２０、２８）が配置されている請求項１または２
記載の支持装置。
（４）引張バンド（１３、１３′、１７、２０、２８）
によつて車体とエンジン（６）の間に電気伝導をもつア
ース連結が成立している請求項１〜３の１つまたはいく
つかに記載の支持装置。
（５）引張バンド（１３、１３′、１７、２０、２８）
は、両端にねじ穴（１４）をもつプラスチックで被覆さ
れたワイヤロープを含んでいる請求項１〜３の１つまた
はいくつかに記載の支持装置。
（６）引張バンド（１３、１３′、１７、２０、２８）
には少なくとも１つの変形部材が取り付けられており、
この変形部材が引張バンド（１３、１３′、１７、２０
、２８）の引張り経過を塑性変形における最終的伸張段
階において阻止する請求項１〜５の１つまたはいくつか
に記載の支持装置。
（７）フレキシブルな引張バンド（１７）の中央部は曲
りくねつてザイル留め金（１８）の２つの横ボルト（１
９）のまわりに巻き付けられ、かつ引張バンドループは
ザイル留め金（１８）によつて互いに押し付けられ、こ
れによつて引張バンド（１７）はザイル留め金（１８）
の塑性湾曲のもとでのみ引き伸ばされた緊張状態に至る
ことのできる請求項６記載の支持装置。
（８）引張バンド（２０）の一方の端は車体側に取り付
けられたシリンダ（２１）によつて構成され、このなか
に圧縮ピストン（２２）が存在して、このピストンがピ
ストン軸の方向にシリンダ（２１）から外に伸びた張り
ザイルと接続し、これによつて圧縮ピストン（２２）が
塑性変形に対抗してシリンダ（２１）内の端末まで引張
られる請求項６記載の支持装置。
（９）引張バンド受入部として２つの隣接した平鉄（２
６、２７）が設けられ、これらはその前端において曲が
らないよう互いに固定され、このとき平鉄の一方（２６
）はその後端で車体側に固定され、またもう一方の平鉄
（２７）はその後端で張りザイルとの結合によつて、平
鉄対（２６、２７）が塑性変形する際に接続領域で広が
ることができるようにエンジン（６）に固定されている
請求項６記載の支持装置。