(57)【要約】【課題】前面衝突時の乗員保護性能を向上させることができる車両の衝撃吸収構造を得る。【解決手段】ラジエータ１６とエンジン１８との間の空きスペース２０には、ブロック状のエネルギー吸収部材２２が設置されている。このエネルギー吸収部材２２は、ボディー２６の耐力よりも耐力が低く、変形時には高荷重を発生し潰れ残りが少ない材質で構成されている。従って、衝突序盤では早期にエネルギー吸収部材２２がエンジン１８に干渉してエンジン１８の車両前方側への移動を止め、フロアＧの損失を低減させる。衝突中盤では、エネルギー吸収部材２２を介してエンジン１８がボディー２６と干渉し、フロアＧが高められる。衝突終盤では、エネルギー吸収部材２２が変形することでエネルギーを吸収し、底付きＧを抑制するため、フロアＧが低減される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面衝突時の衝突荷重を吸収する車両の衝撃吸収構造であって、
車両前部におけるエンジン前方側のスペースに、エンジン後方側に位置するボディーの耐力よりも耐力が低いエネルギー吸収部材を設置した、
ことを特徴とする車両の衝撃吸収構造。
【請求項２】
前記エネルギー吸収部材は、変形時に高荷重を発生しかつ潰れ残りが少ない材質によって構成されている、
ことを特徴とする請求項１記載の車両の衝撃吸収構造。
【請求項３】
前記エネルギー吸収部材は、車両の前端部付近に配置されるラジエータの背面とエンジンの前面との間のスペースに設置されている、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両の衝撃吸収構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前面衝突時の衝突荷重を吸収する車両の衝撃吸収構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、種々の車両の衝撃吸収構造が採用されている。例えば、特許文献１に開示された車両の衝撃吸収構造では、車両前後方向に延びる左右のサイドフレームにエンジン及びトランスミッションが支持されている。この内、トランスミッションの上方側には空いたスペースが存在しており、このスペースの前面側にプレート状の衝撃吸収部材が配設されている。なお、衝撃吸収部材は、支持フレームを介してトランスミッションに支持されている。
【０００３】
上記構成によれば、前面衝突時、特にはトランスミッション側へのオフセット衝突時に、衝突体がトランスミッション側の上方空間に侵入してきても、衝撃吸収部材が衝突体に干渉する。このため、衝突荷重は衝撃吸収部材を介してトランスミッション側に伝達され、更には左右一対のサイドフレームへと伝達される。これにより、左右一対のサイドフレームを車両前後方向に十分に圧縮塑性変形させ、エネルギー吸収性能を上げようというものである。
【特許文献１】特開平９−２１６５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記構成による場合、車両の前端部とエンジンとの間に空きスペースがあるため、衝突時に車両の前端部がエンジンに干渉するまでの間は、有効なエネルギー吸収がなされないという問題がある。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、前面衝突時の乗員保護性能を向上させることができる車両の衝撃吸収構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の本発明に係る車両の衝撃吸収構造は、前面衝突時の衝突荷重を吸収する車両の衝撃吸収構造であって、車両前部におけるエンジン前方側のスペースに、エンジン後方側に位置するボディーの耐力よりも耐力が低いエネルギー吸収部材を設置した、ことを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の本発明に係る車両の衝撃吸収構造は、請求項１記載の発明において、前記エネルギー吸収部材は、変形時に高荷重を発生しかつ潰れ残りが少ない材質によって構成されている、ことを特徴としている。
【０００８】
請求項３記載の本発明に係る車両の衝撃吸収構造は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記エネルギー吸収部材は、車両の前端部付近に配置されるラジエータの背面とエンジンの前面との間のスペースに設置されている、ことを特徴としている。
【０００９】
請求項1記載の本発明の作用は、以下の通りである。
【００１０】
仮に、車両前部におけるエンジン前方側のスペースにエネルギー吸収部材が設置されていなかった場合、前面衝突時の衝突序盤では、ボディーG（前面衝突時にボディーが止まる方向（車両後方）へ作用するＧの意）に対してエンジンが慣性力によってボディーを車両前方側へ引っ張るため、フロアＧ（キャビンのフロアを介して乗員に作用するＧの意）が低下する。また、衝突中盤では、エンジンが車両後方側へ移動しボディーと干渉してフロアＧが向上する。さらに、衝突終盤では、ボディーが底付きし、底付きＧが発生する。このことをＧ−Ｓ線図にすると、衝突序盤のフロアＧは低く、衝突中盤でフロアＧが多少上向きとなり、衝突終盤でフロアＧが最も高まる線図となり、又車両ストロークも比較的長くなる。
【００１１】
これに対し、本発明のように、車両前部におけるエンジン前方側のスペースにエンジン後方側に位置するボディーの耐力よりも耐力が低いエネルギー吸収部材を設置すると、以下の如くＧ−Ｓ線図が改善される。
【００１２】
すなわち、前面衝突時の衝突序盤では、エンジン前方側のスペースに配置されたエネルギー吸収部材が早期にエンジンに干渉し、エンジンの慣性力作用方向（車両前方側）への移動を喰い止める。これにより、衝突序盤のエンジンによるボディーの車両前方側への引張によるフロアＧの低下分（損失分）が減少する。また、衝突中盤では、エンジン前方側のスペースにエネルギー吸収が配置されているため、エンジンが早期にボディーに干渉する。これにより、フロアＧがより一層高められる。さらに、本発明におけるエネルギー吸収部材の耐力はボディーの耐力よりも低く設定されているため、底付きＧが発生する衝突終盤では、エネルギー吸収部材がボディーよりも先に変形することにより、ボディーの底付きＧの発生が抑制又は抑止される。このことをＧ−Ｓ線図にすると、衝突序盤のフロアＧが高くなり、衝突中盤のフロアＧも更に高くなり、その分、衝突終盤のフロアＧが低くなる線図となり、又エネルギー収支が早期に完了するので、車両ストロークもその分短くなる。
【００１３】
請求項２記載の本発明によれば、エネルギー吸収部材は、変形時に高荷重を発生しかつ潰れ残りが少ない材質によって構成されているため、衝突終盤のボディーの底付きＧの発生を効果的に抑制又は抑止することができる。
【００１４】
請求項３記載の本発明の作用は、以下の通りである。
【００１５】
一般に、車両の前端部付近に配置されるラジエータの背面とエンジンの前面との間のスペースは空きスペースとなっている。本発明では、この部分にエネルギー吸収部材を設置したので、前面衝突時に車両の前端部（フロントバンパリインフォースメント等）からラジエータ及びエネルギー吸収部材を介してエンジンに瞬時に衝突荷重が伝達される。このため、衝突序盤の極めて早い時期にエンジンの車両前方側への移動を止めることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る車両の衝撃吸収構造は、車両前部におけるエンジン前方側のスペースに、エンジン後方側に位置するボディーの耐力よりも耐力が低いエネルギー吸収部材を設置したので、エネルギー吸収部材によって前面衝突時のフロアＧを適切にコントロールすることができ、その結果、前面衝突時の乗員保護性能を向上させることができるという優れた効果を有する。
【００１７】
請求項２記載の本発明に係る車両の衝撃吸収構造は、請求項１記載の発明において、  変形時に高荷重を発生しかつ潰れ残りが少ない材質によってエネルギー吸収部材を構成したので、衝突終盤のボディーの底付きＧの発生を効果的に抑制又は抑止することができ、その結果、前面衝突時の乗員保護性能をより一層向上させることができるという優れた効果を有する。
【００１８】
請求項３記載の本発明に係る車両の衝撃吸収構造は、請求項１又は請求項２記載の発明において、車両の前端部付近に配置されるラジエータの背面とエンジンの前面との間のスペースにエネルギー吸収部材を設置したので、衝突序盤の極めて早い時期にエンジンの車両前方側への移動を止めることができ、その結果、衝突序盤のフロアＧの損失を最小限に抑えることができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図１〜図１１を用いて、本発明に係る車両の衝撃吸収構造の一実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＩＮは車両幅方向内側を示している。
【００２０】
図１には、本実施形態に係る車両の衝撃吸収構造の全体構成が側面視で示されている。また、図２には、本実施形態に係る車両の衝撃吸収構造の要部が斜視図にて示されている。これらの図に示されるように、車両前部１０の前端部には、車両幅方向を長手方向とする長尺状のフロントバンパリインフォースメント１２が配設されている。また、車両前部１０の両サイドには、車両前後方向を長手方向とする長尺状のフロントサイドメンバ１４が配設されている。フロントバンパリインフォースメント１２の車両後方側にはラジエータ１６が配設されており、更にラジエータ１６の車両後方側にはエンジン１８が配設されている。ラジエータ１６の背面とエンジン１８の前面との間には、車両前後方向に多少の空きスペース２０が存在している。この空きスペース２０には、ブロック状のエネルギー吸収部材２２が配設されている。
【００２１】
具体的に説明すると、図２に示されるように、エネルギー吸収部材２２は、ラジエータ１６のファンシュラウド２４の背面側の中央下部に取り付けられている。このエネルギー吸収部材２２は、ボディー２６の耐力よりも耐力が低く、変形時に高荷重を発生しかつ潰れ残りが少ない材質によって構成されている。例えば、図３（Ａ）に示されるエネルギー吸収部材２２Ａは、Ｃ−ＦＲＰによって構成されている。構造的には、前後二枚の山形形状のプレート２８と、前後二枚のプレート２８を頂点と底辺三箇所で繋ぐ複数本（本実施形態では、４本）の支柱３０とによって構成されている。また、図３（Ｂ）に示されるエネルギー吸収部材２２Ｂは、アルミニウム合金を押出し成形した鋳物によって構成されている。構造的には、山形形状に形成された内部中空の表面部３２と、この表面部３２の内部に設けられた縦横に延びる複数の仕切り板３４とによって構成されている。
【００２２】
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００２３】
まず、図４〜図７を用いて、仮に本実施形態のエネルギー吸収部材２２が設置されていなかった場合の現象について説明する。
【００２４】
この場合、図４に示されるように、バリア３６への前面衝突時の衝突序盤では、ボディーGｂ（前面衝突時にボディーが止まる方向（車両後方）へ作用するＧの意）に対して、エンジン１８が慣性力によってボディー２６を車両前方側へ引っ張るため（このときのエンジン１８に作用する車両前方側への慣性力によってボディーに作用するＧをＧｅｂで表記する）、フロアＧ（キャビンのフロアを介して乗員に作用するＧの意）が低下する。従って、衝突序盤のフロアＧは、「フロアＧ＝Ｇｂ−Ｇｅｂ」で表される。なお、Ｒ１は衝突時にフロントサイドメンバ１４がバリア３６から受ける衝突反力を表しており、Ｒ２は衝突時にバリア３６がフロントサイドメンバ１４から受ける衝突反力を表している。
【００２５】
また、図５に示されるように、衝突中盤では、エンジン１８がバリア３６に衝突した後、車両後方側へ移動しボディー２６と干渉してフロアＧが向上する。従って、衝突中盤のフロアＧは、「フロアＧ＝Ｇｂ＋Ｇｅｂ」で表される。なお、Ｒ３はエンジン１８がバリア３６に衝突したときにエンジン１８がバリア３６から受ける衝突反力を表しており、Ｒ４はエンジン１８がバリア３６に衝突したときにバリア３６がエンジン１８から受ける衝突反力を表している。
【００２６】
さらに、図６に示されるように、衝突終盤では、ボディー２６がエンジン１８を介してバリア３６に底付きし、底付きＧが発生する。従って、衝突終盤のフロアＧは、「フロアＧ＝Ｇｂ＋底付きＧ」で表される。なお、Ｒ５はエンジン１８がボディー２６と干渉したときにボディー２６がエンジン１８から受ける反力を表しており、Ｒ６はエンジン１８がボディー２６と干渉したときにエンジン１８がボディー２６から受ける反力を表している。
【００２７】
以上のことをＧ−Ｓ線図にすると図７のようになる。区間Ａが衝突序盤であり、区間Ｂが衝突中盤であり、区間Ｃが衝突終盤である。このグラフから判るように、本実施形態のエネルギー吸収部材２２が無い場合には、衝突序盤のフロアＧは低く、衝突中盤でフロアＧが多少上向きとなり、衝突終盤でフロアＧが最も高まる線図となり、又車両ストロークも比較的長くなる。
【００２８】
これに対し、本実施形態のように、ラジエータ１６とエンジン１８との空きスペース２０にエンジン後方側に位置するボディー２６の耐力よりも耐力が低いエネルギー吸収部材２２を設置すると、以下の如くＧ−Ｓ線図が改善される。
【００２９】
すなわち、図８に示されるように、前面衝突時の衝突序盤では、ラジエータ１６の背面に取り付けられたエネルギー吸収部材２２がエンジン１８の前面に当接する。なお、この時点では、フロントバンパリインフォースメント１２及びフロントサイドメンバ１４の前端部は車両前後方向に圧縮されて潰れている。これにより、本実施形態では、衝突序盤でエンジン１８とバリア３６（図８では図示を省略している）が早期に干渉し、エンジン１８の慣性力作用方向（車両前方側）への移動を早く止めることができる。その結果、衝突序盤でのエンジン１８によるボディー２６の車両前方側への引張によるフロアＧの低下分（損失分Ｇｅｂ（図４参照））の発生を最小限に抑えることができる。
【００３０】
また、図９に示されるように、衝突中盤では、エネルギー吸収部材２２が既にエンジン１８の前面に当接した状態にあり、その状態でエンジン１８が車両後方側へ押されるため、エンジン１８が早期にボディー２６に干渉する。つまり、このことを図５で観ると、エンジン１８の前面側にエネルギー吸収部材２２が存在することにより、衝突中盤の時点でエンジン１８がボディー２６に干渉していることになる。これにより、衝突中盤でのフロアＧがより一層高められる。
【００３１】
さらに、図１０に示されるように、本実施形態のエネルギー吸収部材２２の耐力はボディー２６の耐力よりも低く設定されているため、衝突終盤では、ボディー２６よりも先にエネルギー吸収部材２２が潰れ残りが殆ど無いまでに変形してエネルギー吸収する。これにより、ボディー２６の底付きＧの発生が抑制又は抑止される。従って、衝突終盤のフロアＧが低減される。
【００３２】
以上のことをＧ−Ｓ線図にすると図１１のようになる。実線で示したグラフがエネルギー吸収部材２２を設けた本実施形態の場合のグラフで、一点鎖線で示したグラフがエネルギー吸収部材２２を設けなかった比較例の場合のグラフ（図７と同じもの）である。両者の比較から解るように、本実施形態の場合は、衝突序盤のフロアＧが高くなり、衝突中盤のフロアＧも更に高くなり、その分、衝突終盤のフロアＧが低くなる線図となり、又エネルギー収支が早期に完了するので、車両ストロークもその分短くなる。なお、図１１のΔＧが衝突終盤のフロアＧの低下分であり、ΔＳが車両ストロークの短縮分である。
【００３３】
このように本実施形態に係る車両の衝撃吸収構造では、ラジエータ１６の背面とエンジン１８の前面との間の空きスペース２０にボディー耐力よりも耐力が低いエネルギー吸収部材２２を配設したので、前面衝突時のフロアＧを適切にコントロール（即ち、フロアＧを衝突序盤から高くし、衝突終盤にはフロアＧを低く抑える）することができる。その結果、本実施形態によれば、前面衝突時の乗員保護性能を向上させることができる。
【００３４】
また、本実施形態に係る車両の衝撃吸収構造では、上述した如く、エネルギー吸収部材２２を変形時に高荷重を発生しかつ潰れ残りが少ない材質（Ｃ‐ＦＲＰ製又はアルミニウム合金の鋳造品）で構成したので、衝突終盤のボディー２６の底付きＧの発生を効果的に抑制又は抑止することができる。その結果、本実施形態によれば、前面衝突時の乗員保護性能をより一層向上させることができる。
【００３５】
さらに、本実施形態に係る車両の衝撃吸収構造では、ラジエータ１６の背面とエンジン１８の前面との間は元々空きスペース２０になっているが、この空きスペース２０にエネルギー吸収部材２２を設置したので、前面衝突時に車両の前端部（フロントバンパリインフォースメント１２等）からラジエータ１６及びエネルギー吸収部材２２を介してエンジン１８に瞬時に衝突荷重を伝達することができる。このため、上述したように衝突序盤の極めて早い時期にエンジン１８の車両前方側への移動を止めることができる。その結果、本実施形態によれば、衝突序盤のフロアＧの損失を最小限に抑えることができる。
【００３６】
なお、上述した本実施形態では、エネルギー吸収部材２２をＣ−ＦＲＰ製又はアルミニウム合金の鋳造品としたが、これに限らず、ボディー２６の耐力よりも耐力が低いもので、変形時に高荷重を発生し潰れ残りが少ない特性を備えたものであれば、すべて適用可能である。また、構造にしても、図３（Ａ）に示される「前後二枚のプレート＋複数の支柱」という構造や、図３（Ｂ）に示される「表面部＋縦横の仕切り」という構造に限定されることなく、種々の構造を採用することが可能である。例えば、図３（Ｂ）に示されるものでは、ハニカム構造なども効果的である。
【００３７】
さらに、上述した本実施形態では、ラジエータ１６のファンシュラウド２４の背面の下部中央にエネルギー吸収部材２２を取り付けたが、これに限らず、車両の前端部（フロントバンパリインフォースメント１２）とエンジン１８の前面との間のスペースであれば、どのスペースを使ってもよく、又どのスペースを使うかの判断は車種との関係等で適宜変更される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施形態に係る車両の衝撃吸収構造の全体構成を示す側面図である。
【図２】ラジエータのファンシュラウドにエネルギー吸収部材が装着された状態を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）はＣ−ＦＲＰで構成したエネルギー吸収部材の斜視図、（Ｂ）はアルミニウム合金の鋳造品で構成したエネルギー吸収部材の斜視図である。
【図４】比較例の場合の衝突序盤の状態を模式的に示す平面図である。
【図５】比較例の場合の衝突中盤の状態を模式的に示す平面図である。
【図６】比較例の場合の衝突終盤の状態を模式的に示す平面図である。
【図７】比較例の場合のＧ−Ｓ特性を示す線図である。
【図８】本実施形態の場合の衝突序盤の状態を示す図１に対応する側面図である。
【図９】本実施形態の場合の衝突中盤の状態を示す図１に対応する側面図である。
【図１０】本実施形態の場合の衝突終盤の状態を示す図１に対応する側面図である。
【図１１】本実施形態の場合のＧ−Ｓ特性を示す線図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０      車両前部
１６      ラジエータ
１８      エンジン
２０      空きスペース
２２      エネルギー吸収部材
２２Ａ    エネルギー吸収部材
２２Ｂ    エネルギー吸収部材
２６      ボディー
３６      バリア
【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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【図１０】
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【図１１】
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