JP2007203807A - 自動車の衝突エネルギー吸収構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 他車両との衝突時に衝突エネルギーの吸収効果を高める。
【解決手段】 フロントサイドフレーム１２の下方に支持したフロントサブフレーム２０に揺動アーム２９を上下揺動可能に支持し、他車両との衝突が予知されたときにアクチュエータ１６で揺動アーム２９を下方に揺動させることで、揺動アーム２９の前端に設けたサブバンパービーム３０を前輪のアプローチアングルラインＬの上方の退避位置から下方の作動位置に移動させる。これにより、衝突が予知されない通常時にはサブバンパービーム３０を前記退避位置に保持して路面との接触を回避しながら、衝突が予知された緊急時にはサブバンパービーム３０を作動位置に保持し、そのサブバンパービーム３０を他車両のバンパービーム４１やサイドシルに衝突させることで衝突エネルギーの吸収効果を高めることができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、バンパービームの下方にアクチュエータで上下揺動可能なサブバンパービームを備えた自動車の衝突エネルギー吸収構造に関する。

図７に示すように、フロントバンパーのバンパービーム０１の位置が高くなるＳＵＶ等の車両において、前記バンパービーム０１の後下方にアンダープロテクタ０２を設けたものが公知である。

また大型トラックの後部に上下移動機構により上下動可能な可能なバンパーを設け、地上高センサで検出した地上高に応じてバンパーの高さを調整することで、バンパーが傾斜した路面に接触するのを防止しながら、バンパーの位置をできるだけ低く保って追突車両が自車両の下に潜り込むのを防止するものが、下記特許文献１により公知である。
特公平２−３６４２０号公報

ところで、図７に示す従来の車両では、アンダープロテクタ０２が傾斜した路面に接触するのを避けるため、その上下方向の位置をある程度高くし、かつバンパービーム０１の真下からある程度後方に配置する必要があった。そのため、他車両のバンパービーム０３の高さと自車両のアンダープロテクタ０２の高さとがほぼ同じになってしまい、正面衝突した場合に他車両のバンパービーム０３が自車両のアンダープロテクタ０２の下に潜り込み、衝突エネルギーを充分に吸収できなくなる問題があった。また図８に示すように、自車両が他車両の側面に衝突した場合に、自車両のアンダープロテクタ０２がバンパービーム０１よりも後方に引っ込んでいるので、アンダープロテクタ０２が他車両のサイドシル０４に衝突して衝突エネルギーを吸収する前に、バンパービーム０１が他車両のドア０５やセンターピラー０６に衝突して車室内に貫入する可能性があった。

そこで、前記特許文献１に記載された機構を用いてバンパーを低い位置に移動させれば、他車両が自車両の下に潜り込むことや自車両が他車両の車室内に貫入することを防止できる。しかしながら、路面との距離に応じてバンパーの高さを変化させると，高速走行中に路面の傾斜が変化したときにバンパーが路面に接触する可能性があるだけでなく、バンパーが常に上下動を繰り返してアクチュエータの騒音や消費電力の増加を招く可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、他車両との衝突時に衝突エネルギーの吸収効果を高めることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、前端にバンパービームが固定されたフロントサイドフレームの下方にフロントサブフレームを支持し、このフロントサブフレームに上下揺動可能に支持した揺動アームの前端にサブバンパービームを設け、他車両との衝突が予知されたときにアクチュエータで前記サブバンパービームを前輪のアプローチアングルラインの上方の退避位置から下方の作動位置に移動させることを特徴とする自動車の衝突エネルギー吸収構造が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記作動位置にある前記サブバンパービームの前端と前記バンパービームの前端とが車体前後方向に整列することを特徴とする自動車の衝突エネルギー吸収構造が提案される。

請求項１の構成によれば、フロントサイドフレームの下方に支持したフロントサブフレームに上下揺動可能に支持した揺動アームの前端にサブバンパービームを設け、他車両との衝突が予知されたときにアクチュエータで揺動アームを下方に揺動させることで、サブバンパービームを前輪のアプローチアングルラインの上方の退避位置から下方の作動位置に移動させることができる。これにより、衝突が予知されない通常時にはサブバンパービームをアプローチアングルラインの上方の退避位置に保持して路面との接触を回避しながら、衝突が予知された緊急時にはサブバンパービームをアプローチアングルラインの下方の作動位置に保持し、そのサブバンパービームを他車両のバンパーやサイドシルに衝突させることで衝突エネルギーの吸収効果を高め、自車両が他車両の上に乗り上げたり、自車両のバンパービームが他車両の車室内に貫入したりするのを防止することができる。

また請求項２の構成によれば、作動位置にあるサブバンパービームの前端とバンパービームの前端とが車体前後方向に整列するので、自車両が他車両の側面に衝突したときに、バンパービームが他車両のドアやセンターピラーに衝突するのと略同時にサブバンパービームを他車両のサイドシルに衝突させることで、バンパービームが他車両の車室内に貫入するのを効果的に防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図６は本発明の実施の形態を示すもので、図１は自動車の車体前部の側面図、図２は図１の２部拡大図、図３は図２の３−３線拡大断面図、図４は車体前部の分解斜視図、図５は正面衝突時の作用説明図、図６は側面衝突時の作用説明図である。

図１〜図４に示すように、自動車の車体前部に形成されたエンジンルーム１１の左右両側に沿って車体前後方向に延びる左右のフロントサイドフレーム１２，１２が配置されており、これらのフロントサイドフレーム１２，１２の前端にボルト１３…で結合された衝撃吸収部材１２ａ，１２ａに、車幅方向に延びるバンパービーム１４の後面に設けたブラケット１５，１５がボルト１６…で結合される。バンパービーム１４とその前面を覆うバンパーフェイス１７とでバンパー１８が構成される。

前輪Ｗの下面とバンパー１８の下端とを結び、地面に対してアプローチアングルαを成すラインは、アプローチアングルラインＬとして定義される。アプローチアングルαは、車両が平坦路から登坂路に移行するとき、車両が降坂路から平坦路に移行するとき、あるいは車両が路面の突起部を乗り越えるときに、バンパー１８の下端が路面と接触しないように設定される。

フロントサイドフレーム１２，１２の下面に設けたブラケット１９，１９に、図示せぬエンジンやサスペンション装置を支持するフロトサブフレーム２０がボルト２１…で固定される。フロトサブフレーム２０は左右の縦部材２２，２２を前部横部材２３および後部横部材（図示せず）で枠状で結合したもので、前部横部材２３に左右一対のブラケット２５，２５が固定される。各々のブラケット２５は第１、第２固定板２５ａ，２５ｂと、第１、第２支持板２５ｃ，２５ｄと備えており、第１、第２固定板２５ａ，２５ｂが前部横部材２３を上下から挟むように溶接され、また第１支持板２５ｃに固定した電動モータよりなるアクチュエータ２６の出力軸２７が第１、第２支持板２５ｃ，２５ｄに設けたベアリング２８，２８に支持される。

第１、第２支持板２５ｃ，２５ｄ間の出力軸２７に揺動アーム２９の基端がスプライン係合しており、左右一対の揺動アーム２９，２９の先端が車体左右方向に延びるサブバンパービーム３０に接続される。各々の揺動アーム２９の先端近傍とバンパービーム１４とを接続するダンパー３１は、シリンダ３２の内部に充填したガスの圧力でロッド３３を突出する方向に付勢するもので、サブバンパービーム３０を図２に鎖線で示す格納位置から実線で示す作動位置へと付勢する。

バンパーフェイス１７に他車両のような障害物を検知するレーダー装置３４が設けられており、このレーダー装置３４が接続された電子制御ユニット３５は前記アクチュエータ２６，２６の作動を制御する。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

車両が衝突する危険性がない通常時には、サブバンパービーム３０は図２に鎖線で示す格納位置にあり、このときサブバンパービーム３０はアプローチアングルラインＬよりも上方に位置し、かつバンパービーム１４の前端よりも後方に位置している。従って、車両が平坦路から登坂路に移行するときや車両が降坂路から平坦路に移行するときに、サブバンパービーム３０が路面と接触することが回避される。

レーダー装置３４が他車両との衝突可能性が高まったことを検知すると、電子制御ユニット３５からの指令でアクチュエータ２６，２６が作動し、出力軸２７，２７が回転して左右の揺動アーム２９，２９が下向きに揺動する。その結果、ダンパー３１，３１の弾発力で付勢されたサブバンパービーム３０は速やかに下降し、図２に実線で示す作動位置に停止する。このとき、左右の揺動アーム２９，２９は略水平状態となる。

この状態で、図５に示すように自車両が他車両に正面衝突すると、仮に自車両のバンパービーム１４が他車両のバンパービーム４１よりも高い位置にあっても、下降したサブバンパービーム３０が他車両のバンパービーム４１に引っ掛かることで、自車両が他車両の上に乗り上げて他車両の車室を損傷させるのを未然に回避することができる。

そして他車両からバンパービーム１４に入力された衝突エネルギーは、図２に矢印で示すようにブラケット１５，１５および衝撃吸収部材１２ａ，１２ａを経てフロントサイドフレーム１２，１２に伝達されて吸収され、その際に衝撃吸収部材１２ａ，１２ａが圧壊することで衝突エネルギーが更に効果的に吸収される。

また他車両からサブバンパービーム３０に入力された衝突エネルギーは、揺動アーム２９，２９を経てフロトサブフレーム２０に伝達され、かつ前記フロントサイドフレーム１２，１２に伝達された衝突エネルギーの一部もブラケット１９，１９を介してフロトサブフレーム２０に伝達されて吸収される。このとき、揺動アーム２９，２９は略水平姿勢になっているので、サブバンパービーム３０に入力された衝突エネルギーをフロントサブフレーム３０に効率的に伝達することができる。

また図６に示すように、サブバンパービーム３０を作動位置に下降させた状態では、サブバンパービーム３０の前端とバンパービーム１４の前端とが車体前後方向に整列しているので（図２参照）、他車両に側面衝突したときに自車両のバンパービーム１４が他車両のドア４２およびセンターピラー４３に衝突するのとほぼ同時に、自車両のサブバンパービーム３０が他車両のサイドシル４４に衝突する。このとき、ドア４２およびセンターピラー４３に比べてサイドシル４４および該サイドシル４４に連なるフロアフレーム４５は剛性が高いため、衝突エネルギーが自車両のサブバンパービーム３０および他車両のサイドシル４４に効率的に吸収され、自車両のバンパービーム１４が他車両の車室内に貫入するのを防止することができる。

以上のように、衝突が予知されない通常時にはサブバンパービーム３０をアプローチアングルラインＬ（図２参照）の上方の退避位置に保持して路面との接触を回避しながら、衝突が予知された緊急時にはサブバンパービーム３０をアプローチアングルラインＬの下方の作動位置に下降させるので、自車両が他車両に正面衝突したときには、自車両が他車両の上に乗り上げる（他車両が自車両の下に潜り込む）のを防止して衝突エネルギーを効果的に吸収することができ、また自車両が他車両に側面衝突したときには、自車両が他車両の車室内に貫入するのを防止して衝突エネルギーを効果的に吸収することができる。しかもアクチュエータ２６，２６は他車両との衝突が予知された場合にのみ作動するので、アクチュエータ２６，２６の消費電力が少なくて済むだけでなく、アクチュエータ２６，２６の作動に伴う騒音が問題となることはない。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態では揺動アーム２９，２９を電動モータよりなるアクチュエータ２６，２６で駆動しているが、油圧式のアクチュエータや圧縮したスプリングを用いた畜力式のアクチュエータを採用することができる。

また衝突を予知するためのレーダー装置３４に代えて、あるいはレーダー装置３４に加えて、ＣＣＤカメラやナビゲーションシステムを用いることができる。

自動車の車体前部の側面図 図１の２部拡大図 図２の３−３線拡大断面図 車体前部の分解斜視図 正面衝突時の作用説明図 側面衝突時の作用説明図 従来例の正面衝突時の作用説明図 従来例の側面衝突時の作用説明図

符号の説明

１２ フロントサイドフレーム
１４ バンパービーム
２０ フロントサブフレーム
２６ アクチュエータ
２９ 揺動アーム
３０ サブバンパービーム
Ｌ 前輪のアプローチアングルライン
Ｗ 前輪

Claims (2)

1. 前端にバンパービーム（１４）が固定されたフロントサイドフレーム（１２）の下方にフロントサブフレーム（２０）を支持し、このフロントサブフレーム（２０）に上下揺動可能に支持した揺動アーム（２９）の前端にサブバンパービーム（３０）を設け、他車両との衝突が予知されたときにアクチュエータ（２６）で前記揺動アーム（２９）を下方に揺動させることで、前記サブバンパービーム（３０）を前輪（Ｗ）のアプローチアングルライン（Ｌ）の上方の退避位置から下方の作動位置に移動させることを特徴とする自動車の衝突エネルギー吸収構造。
2. 前記作動位置にある前記サブバンパービーム（３０）の前端と前記バンパービーム（１４）の前端とが車体前後方向に整列することを特徴とする、請求項１に記載の自動車の衝突エネルギー吸収構造。
   

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