JP2000168624A - 車両の車体前部構造 - Google Patents

車両の車体前部構造

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JP2000168624A
JP2000168624A JP10352364A JP35236498A JP2000168624A JP 2000168624 A JP2000168624 A JP 2000168624A JP 10352364 A JP10352364 A JP 10352364A JP 35236498 A JP35236498 A JP 35236498A JP 2000168624 A JP2000168624 A JP 2000168624A
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JP
Japan
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vehicle body
engine
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transfer
side member
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JP10352364A
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English (en)
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Sanemare Sano
真希 佐野
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 サイドメンバーにレインフォースメントを使
用することなく、衝突時のサイドメンバーの曲折を防止
することができ、車両の軽量化を図ることが可能な、車
両の車体前部構造を提供すること。 【解決手段】 エンジン及びトランスファーと車体を連
結する構造を、通常は弾性支持の状態でありながら、一
定の条件が作用すると剛結に近い支持状態となるように
構成することで、衝突時の折れ曲がりモーメントに対す
る抗モーメントが働き、サイドメンバー前端の折れ曲が
りを防止することができるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両のエンジン及
びトランスファーと車体とを結合するための構造に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の車両のエンジン及びトランスファ
ーと車体とを結合するための構造としては、例えば特開
平7−25353号公報に開示されているように、図8
に示すような構造のものがあった。この従来技術は、車
両前部に位置し車両前後方向に延びる閉断面形状のフロ
ントサイドメンバー1と、フロントサイドメンバー1に
設置されたエンジンを支持するエンジンマウント2とを
備えた車両の前部車体構造において、フロントサイドメ
ンバー1が形成する面のうち、エンジンマウント2を設
置した設置面でフロントサイドメンバー1前端からエン
ジンマウント2の設置部まで、車両前後方向に延びる稜
線の数をその他の面の稜線の数より増加させたことを特
徴とするものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の車両のエンジン及びトランスファーと車体と
を結合するための構造にあっては、前面衝突時の入力に
対して、車両側面内(これ以降、サイドビューとする)
での折れモーメントM0に対する剛性は向上しているの
だが、衝突初期の軸圧潰を狙ったサイドメンバー前端の
車両上下面方向垂直面内(これ以降、プランビューとす
る)での折れ曲がりを防ぐ効果はない。
【0004】なぜなら、このような折れ曲がりの現象
は、前面衝突時、特に、少しでもオフセットしてサイド
メンバーへの衝突荷重の入力のタイミングに差が出ると
きに顕著であるのだが、図1及び図6に示されるよう
に、サイドメンバー前端間にラジエター及びコンデンサ
ーを支持するために通されるサイドメンバー高さより下
向きにオフセットして取り付けられているファーストク
ロスメンバーの作用により、モーメントM1が発生す
る。それにより、サイドメンバー前端の周辺でのプラン
ビュー折れ曲がりが発生する。この現象に対して、上記
従来技術による構造では、発生モーメントM1に対抗す
るモーメントが働かないので、折れ曲がり防止の効果を
十分期待することはできない。
【0005】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、エンジン及びトランスファーと車
体を連結する構造を、通常は弾性支持の状態でありなが
ら、一定の条件が作用すると剛結に近い支持状態となる
ように構成することで、衝突時の折れ曲がりモーメント
に対する抗モーメントが働き、サイドメンバー前端の折
れ曲がりを防止することができる、車両の車体前部構造
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明による車両の車体前部構造は、エンジン及
びトランスファーに設けた断面が略円形もしくは多角形
をした円筒のブラケット部材(ただし、このブラケット
部材は、エンジンマウントのインシュレータを部分を兼
ねる構造である場合、もしくは、エンジンマウントの装
置とは独立して配置される場合、もしくは、上記円筒の
ブラケット部材のエンジン及びトランスファー側にワイ
ヤ状の物を通す構造が付加されており、ワイヤ状の物の
両端部は車体側ブラケット部材に支持されている構造で
ある場合)と、以上の構造に対向して車体側に設けたス
トッパーの働きを行うブラケット部材からなることを特
徴としている。
【0007】以下、本発明の作用を説明する。本発明に
おける車両の車体前部構造は、衝突によりサイドメンバ
ーに荷重が発生した場合、図6に示すように、サイドメ
ンバーの高さとオフセットして車体下側に設置してある
ファーストクロスメンバーに張力F1が働くことによ
り、サイドメンバーにモーメントM1が作用してサイド
メンバー前端が車両内側へ折れてしまおうとする現象
を、エンジン及びトランスファーに結合されているブラ
ケット部材と車体側に結合されているブラケット部材に
おいて、エンジン及びトランスファーに結合されて円筒
のブラケット部材11aの曲率とほぼ同様の曲率を有す
る車体側ブラケット部材11bが、衝突の際に、サイド
メンバーに働くモーメントM1と前端部をバンパーレイ
ンフォース及びファーストクロスメンバーにより拘束さ
れていることから前端部が折れ曲がろうとする際に、モ
ーメントM1の作用によりサイドメンバーが3次元的な
挙動を示し、それにストッパーが追随することによっ
て、ストッパーとブラケットの接触力が発生する方向
が、図6に示すX−Y平面内のモーメントM1を打ち消
す方向である。また、衝突時に同時にサイドメンバーに
荷重が同時に作用しない場合、ファーストクロスメンバ
ーも折れまたはねじり変形を生じるので、図6に示すよ
うに、サイドメンバーの高さとオフセットして車体下側
に設置してあるファーストクロスメンバーがサイドメン
バーとほぼ直角の関係を保てなくなり、ファーストクロ
スメンバーに働く張力F2(F1とX−Z同一平面内)
もそれに伴うので、サイドメンバーにモーメントM2が
作用して、モーメントM2の作用によりサイドメンバー
が3次元的な挙動を示し、それにストッパーが追随する
ことによって、ストッパーとブラケットの接触力が発生
する方向が、図6に示すX−Y平面がY軸回りの右ねじ
が回る方向をプラスに対してマイナス方向に傾いた平面
内のモーメントM2を打ち消す方向である。以上、サイ
ドメンバー前端部の折れの発生を防ぎ、蛇腹状に軸圧潰
して効率よく衝突エネルギーを吸収させることができ
る。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明による車両の車体前
部構造の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明す
る。図1及び図2に示すように、本実施の形態の車両の
車体前部構造は、サイドメンバー10と、エンジン及び
トランスファー(以下、パワーユニットと呼ぶ)15
b、及び、パワーユニット15bを支持するエンジンマ
ウント(以下、マウントと呼ぶ)18a,18bから構
成されている。
【0009】サイドメンバー10は、車体前部構造の剛
性を高めるための基本的な骨格であり、車体側部左右に
それぞれ配置され、車体前後方向に延びている。サイド
メンバー10は、図1に示すように、インナパネル10
aとアウタパネル10bから成り、両者はフランジ部で
溶接等により接合されている。サイドメンバー10は、
接合によって断面形状が略長方形となる。
【0010】サイドメンバー10の前端部にはバンパレ
インフォース17aが設置され、前端部下面には車両幅
方向に延びるファーストクロスメンバー16aが設置さ
れている。また、サイドメンバー10の後端部は、図示
しない車体中央部のダッシュパネル、イクステンション
メンバーにつながっている。
【0011】パワーユニット15bの側部左右は、右マ
ウント18b,左マウント18aを介して、サイドメン
バー10に取り付けられている。左マウント18aは、
図1に示すように、サイドメンバー10のインナパネル
10aに固定されている。以下、左マウント18aの設
置されたサイドメンバー10について説明する。
【0012】図2に示す左マウント18aは、図1に詳
細に示すように、エンマンブラケット11a,12aが
サイドメンバー10のインナパネル10aの側面に設置
され、パワーユニット15bを取り付け、弾性支持して
いる。
【0013】図1に示す実施の形態では、エンマンブラ
ケット11a,12aがボルト13bを支持し、そのボ
ルト13bが、断面が略円形の円筒のエンマンカバー1
3aに囲まれたインシュレータ13dを介して、パワー
ユニット15bに取り付けるためのブラケット13c,
15aに結合している。また、パワーユニット15bと
エンマンカバー13aの間に、エンマンブラケット11
aとエンマンブラケット12aを結ぶ、エンマンカバー
13aと同程度の曲率を有したストッパー14aが結合
されている。以上、サイドメンバー10にエンジンマウ
ントを介してパワーユニット15bが弾性支持される構
造になっている。
【0014】次に、本実施の形態の車両の車体前部構造
が前面衝突時に衝突エネルギーを吸収する作用につい
て、左サイドメンバーを中心に、図2,6,7に基づい
て説明する。
【0015】車両が被衝突物に前面衝突したとき、バン
パレインフォース17aが変形を始める。そして、サイ
ドメンバー10が前端から軸圧潰しようとする。その際
に、バンパレインフォース17aと次いでファーストク
ロスメンバー16aに軸力F1が働くため、サイドメン
バー10に曲げモーメントとねじりモーメントM1が働
き、サイドメンバー10の前端部が軸圧潰するのを妨げ
る。
【0016】ここで、バンパレインフォース17aの変
形によってサイドメンバー10に働く曲げモーメント
は、バンパレインフォース17aとサイドメンバー10
のZ方向高さのオフセットはないので、曲げモーメント
の作用する方向がファーストクロスメンバー16aによ
りサイドメンバー10に働くねじりモーメントと比較し
て、衝突によっての3次元的なバラツキが少ない。よっ
て、ねじりモーメントを主体に説明する。
【0017】バンパレインフォース17aの軸力によ
り、サイドメンバー10を車体内側方向への引張りと上
記モーメントM1の作用により、サイドメンバー10が
車体外側(図6での左側サイドメンバーに関しては、プ
ラスX方向)へ開こうとするので、サイドメンバー10
の先端がX−Y平面内で車体内側(マイナスX方向)に
折れが発生する。
【0018】特に、衝突時の両サイドメンバー10への
荷重の入力のタイミングが少しでもずれると、バンパレ
インフォース17a及びファーストクロスメンバー16
aにも折れ変形が発生し、サイドメンバー10に働くモ
ーメントが3次元的になり、一層折れ変形を促進するこ
とが考えられる。
【0019】しかし、前面衝突時に、上記モーメントの
作用によりサイドメンバー10が車体外側へ開くような
折れ変形を始めようとすると、サイドメンバー10に結
合されているエンマンブラケット11aとエンマンブラ
ケット12aの間に結合されるエンマンカバー13aと
同程度の曲率を有したストッパー14aが、パワーユニ
ット15bに支持されているエンマンカバー13aとの
接触により、図7に示すようなM11方向にモーメント
が発生し、同一平面内に働くモーメントM1に対抗して
サイドメンバー10前端の折れを防ぎ、安定した軸圧潰
により衝突エネルギーが吸収される。
【0020】また、現実での前面衝突事故事例を考える
と、左右サイドメンバー10に同時に荷重が作用すると
いうことの方が稀であり、タイミングがずれているのが
ほとんどである。そのような場合、図6に示すようなフ
ァーストクロスメンバー16aが曲げ変形を示すので、
軸力はF2の方向に働き、両サイドメンバー10と垂直
な関係を維持できなくなる。それにより、サイドメンバ
ー10に働くねじりモーメントもM2の方向となり、Y
軸プラス方向に対して右ねじの進む方向に回転したX−
Y平面内においてサイドメンバー10を曲げようとする
力が働く。
【0021】その際に、サイドメンバー10とエンマン
ブラケット11a,12a間、エンマンブラケット11
a,12aとストッパー14a間はほぼ剛結であるの
で、上記動きに対して、図6で示すY軸方向から円筒の
エンマンカバー13aとストッパー14aを見た場合の
略断面図を図7に示すが、サイドメンバー10の挙動に
対してM21方向でストッパー14aと円筒のエンマン
カバー13aが接触する。接触面と垂直方向に力が働く
ということは、相殺したいモーメントM2と同一平面内
で反対方向に作用することであり、確実かつ効果的にサ
イドメンバー10の折れを防ぐ効果がある。
【0022】以上、サイドメンバーのレイアウト及び構
造の影響及びより厳しい条件に対して、サイドメンバー
に対する曲げ及びねじりモーメントを相殺するための構
造を説明した。
【0023】上記実施の形態においては、サイドメンバ
ーとパワーユニット結合構造に関するもので、略円形断
面の円筒形エンジンマウント及び同程度のその円形の曲
率を持ったストッパー形状としたが、この構造に限定す
るものではない。
【0024】他の実施の形態として、図3に示すよう
に、エンマンカバーを多角形断面にしてもよい。(図
中、符号31aはストッパー、31bは多角形の円筒ブ
ラケットである。)
【0025】また、図4に示すように、エンジンマウン
トとは別個に、パワーユニット15bとサイドメンバー
10の結合構造をもたしてもよい。(図中、符号21
a,22a,23c,25aは取り付けブラケット、2
3aは円筒ブラケットである。)
【0026】また、図5に示すように、エンマンブラケ
ット11a,12a間において、ワイヤ状の物32bを
支持し、そのワイヤ状の物32bが、エンマンカバー1
3aのパワーユニット15b側に付加されたワイヤスト
ッパー32aの内部を、サイドメンバー10に平行に通
っているような構造でもよい。
【0027】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よる車両の車体前部構造では、サイドメンバーにレイン
フォースメントを使用することなく、衝突時のサイドメ
ンバーの曲折を防止することができ、車両の軽量化を図
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による車両の車体前部構造の一実施の形
態の概略構成図である。
【図2】車両の車体前部構造の概略構成図である。
【図3】他の実施の形態におけるエンマンカバーおよび
ストッパーの概略図である。
【図4】他の実施の形態における車両の車体前部構造の
概略構成図である。
【図5】他の実施の形態における車両の車体前部構造の
概略構成図である。
【図6】本発明による車両の車体前部構造の一実施の形
態における衝突時の作用説明図である。
【図7】図6におけるV1矢視図で、衝突時のエンマン
カバー及びストッパーの正面略断面図である。
【図8】従来の車両の車体前部構造の概略構成図であ
る。
【符号の説明】
10 サイドメンバー 10a インナパネル 10b アウタパネル 11a エンマンブラケット 11b 車体側ブラケット部材 12a エンマンブラケット 13a エンマンカバー 13b ボルト 13c 取り付けブラケット 13d インシュレータ 14a ストッパー 15a 取り付けブラケット 15b パワーユニット 16a ファーストクロスメンバー 17a バンパレインフォース 18a 左エンジンマウント 18b 右エンジンマウント 21a 取り付けブラケット 22a 取り付けブラケット 23a 円筒ブラケット 23c 取り付けブラケット 25a 取り付けブラケット 31a ストッパー 31b 多角形の円筒ブラケット 32a ワイヤストッパー 32b ワイヤ状の物 F1 前面衝突時のファーストクロスメンバーに働く
軸力およびその方向 F2 オフセット前面衝突時のファーストクロスメン
バーに働く軸力およびその方向 M1 前面衝突時にサイドメンバーに働くねじりモー
メント及びその方向 M2 オフセット前面衝突時にサイドメンバーに働く
ねじりモーメント及びその方向 M11 前面衝突時に円筒ブラケットとストッパー間
に働く力およびその方向 M21 オフセット前面衝突時に円筒ブラケットとス
トッパー間に働く力およびその方向

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジン及びトランスファーと車体間を
    連結する部材において、 前記連結部材はエンジンマウントとの併用が可能であ
    り、 前記連結部材は、前記エンジン及びトランスファーに結
    合されているブラケット部材と車体側に結合されている
    ブラケット部材とから成り立つが、前記連結部材で支持
    される前記エンジン及びトランスファーと車体間の変位
    がある所定の大きさになると、前記ブラケット部材同士
    の作用によってそれ以上変位が増加することを規制する
    働きを行うことを特徴とする車両の車体前部構造。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の車両の車体前部構造に
    おいて、 車体の動きを規制するために、前記エンジン及びトラン
    スファーに設けた断面が略円形をした円筒のブラケット
    部材と、これに対向して車体側に設けたストッパーの働
    きを行うブラケット部材からなることを特徴とする車両
    の車体前部構造。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の車両の車体前部構造に
    おいて、 車体の動きを規制するために、前記エンジン及びトラン
    スファーに設けた断面が多角形をした円筒のブラケット
    部材と、これに対向して車体側に設けたストッパーの働
    きを行うブラケット部材からなることを特徴とする車両
    の車体前部構造。
  4. 【請求項4】 請求項2または3に記載の車両の車体前
    部構造において、 前記円筒のブラケット部材が、前記エンジンマウントの
    インシュレータの部分を兼ねる構造であることを特徴と
    する車両の車体前部構造。
  5. 【請求項5】 請求項2または3に記載の車両の車体前
    部構造において、 前記円筒のブラケット部材が、前記エンジンマウントの
    装置とは独立して配置されることを特徴とする車両の車
    体前部構造。
  6. 【請求項6】 請求項1に記載の車両の車体前部構造に
    おいて、 前記車体側に設けたブラケット部材の前記エンジン及び
    トランスファー側に、ワイヤ状の物の両端部が車体前後
    方向に沿って支持され、また、前記エンジン及びトラン
    スファーに設けたブラケット部材に付加された構造の内
    部を車体前後方向に前記ワイヤ状の物が通っており、前
    記エンジン及びトランスファーと車体間での変位がある
    一定の大きさになると前記ワイヤの張力によってそれ以
    上変位が増加することを規制する働きを行うことを特徴
    とする車両の車体前部構造。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載の車両の車体前部構造に
    おいて、 前記エンジン及びトランスファーに設けたブラケット部
    材が、前記エンジンマウントのインシュレータの部分を
    兼ねる構造であることを特徴とする車両の車体前部構
    造。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6880667B2 (en) 2002-01-23 2005-04-19 Nissan Motor Co., Ltd. Impact absorbing structure for vehicle body and related method
US7213671B2 (en) 2002-11-29 2007-05-08 Nissan Motor Co., Ltd. Structure for mounting engine
JP2007126093A (ja) * 2005-11-07 2007-05-24 Fuji Heavy Ind Ltd 車両用フレーム構造
US7509191B2 (en) 2003-09-12 2009-03-24 Honda Motor Co., Ltd. Frame deformation control apparatus
JP2012132329A (ja) * 2010-12-20 2012-07-12 Mitsubishi Motors Corp ハーネスの配索構造

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