JP2006160240A - Vehicle front structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、相手車両が上方にオフセット衝突した場合に、その衝突時の衝撃を確実に吸収できるようにした車両前部構造に関する。 The present invention relates to a vehicle front structure that can reliably absorb an impact at the time of collision when an opponent vehicle has an offset collision upward.
車両同士の衝突時に、相手車両のフロントサイドメンバが、自車のフロントサイドメンバよりも車幅方向にずれて衝突する、いわゆるオフセット衝突に対する車両前部構造については種々のものが知られている。 Various types of vehicle front structures against so-called offset collisions are known in which the front side member of the opponent vehicle collides with the vehicle side in the vehicle width direction when the vehicles collide with each other.
例えば、前輪の上方を超える骨格部材を車両のフロントピラーから前方に向かって斜め下方に延設し、さらに骨格部材の先端を前輪の前方に垂直に垂らして垂直部を設けるとともに、この垂直部とフロントサイドメンバとを連結部材で連結した構成の車両前部構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記従来の技術では、剛性の高い骨格部材および連結部材がフロントサイドメンバより下方の位置に配置されているため、相手車両のフロントサイドメンバが自車のフロントサイドメンバに対して上方にオフセットして衝突した場合、骨格部材や連結部材でのエネルギー吸収が少なく、キャビンへの影響が大きい。これを回避するためには、キャビン強度を高めてエネルギー吸収を大きくする必要があるが、このような対応策では車両の重量増大を招くという問題がある。 However, in the above conventional technique, since the highly rigid skeleton member and the connecting member are arranged at positions below the front side member, the front side member of the counterpart vehicle is offset upward with respect to the front side member of the own vehicle. In the event of a collision, there is little energy absorption by the skeleton member and the connecting member, and the influence on the cabin is large. In order to avoid this, it is necessary to increase the cabin strength and increase the energy absorption. However, such countermeasures have a problem of increasing the weight of the vehicle.
本発明の課題は、相手車両のフロントサイドメンバが自車のフロントサイドメンバに対して上方にオフセットして衝突した場合でも、その衝突による衝撃を効果的に吸収することのできる車両前部構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a vehicle front structure that can effectively absorb the impact caused by a collision even when the front side member of the opponent vehicle collides with the front side member of the own vehicle upwardly offset. It is to provide.
上記課題を解決するために、本発明は、車両のフロントサイドメンバの前縁端部に、該フロントサイドメンバの前縁端部から車両の上方に延設されたバーチカルメンバを設けることを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is characterized in that a vertical member extending from the front edge end of the front side member to the upper side of the vehicle is provided at the front edge end of the front side member of the vehicle. Yes.
上記構成によれば、フロントサイドメンバの前縁端部から車両の上方に向けてバーチカルメンバが設けられており、このため、相手車両のサイドメンバが自車のサイドメンバに対して上方にオフセットして衝突した場合、バーチカルメンバを含めて周囲の部材が変形することにより、衝突による衝撃を効果的に吸収することができる。 According to the above configuration, the vertical member is provided from the front edge end portion of the front side member toward the upper side of the vehicle. Therefore, the side member of the counterpart vehicle is offset upward with respect to the side member of the own vehicle. In the event of a collision, the surrounding members including the vertical member are deformed, so that the impact caused by the collision can be effectively absorbed.
本発明によれば、フロントサイドメンバの前縁端部から車両の上方に延設されたバーチカルメンバが設けられているので、相手車両のサイドメンバが自車のサイドメンバに対して上方にオフセットして衝突した場合でも、その衝突による衝撃を効果的に吸収することができる。 According to the present invention, since the vertical member extending from the front edge end portion of the front side member to the upper side of the vehicle is provided, the side member of the counterpart vehicle is offset upward with respect to the side member of the own vehicle. Even in the case of a collision, it is possible to effectively absorb the impact caused by the collision.
また、キャビン強度を特に高める必要もないので、車両の重量が増大することもない。 Further, since it is not necessary to increase the cabin strength, the weight of the vehicle does not increase.
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、ボンネットが開けられた自動車の前部を示している。本発明の車両前部構造は、図1のA部付近の構造に改良を加えたものである。 FIG. 1 shows the front of the car with the hood opened. The vehicle front structure according to the present invention is obtained by improving the structure in the vicinity of part A in FIG.
図2は、図1のA部付近のうち車両左側の構造を示した分解斜視図である。車両右側の構造は、車両の中心線に関して左右対称ではあるが、基本的には車両左側の構造と同様である。図2に示すように、ハウジングストラット1の側方(車幅方向外側)には車両前後方向に沿ってフードリッジ2が配設されている。このフードリッジ2は縦断面が略矩形をなし、その前縁端部には傾斜面2Aが形成されている。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing the structure on the left side of the vehicle in the vicinity of portion A in FIG. The structure on the right side of the vehicle is symmetrical with respect to the center line of the vehicle, but is basically the same as the structure on the left side of the vehicle. As shown in FIG. 2, a
ハウジングストラット1は上面から見ると略半円形状をなしており、そのハウジングストラット1には車両前方側に張り出したハウジングストラットレインフォース3が形成されている。
The
また、車両前部にはフロントサイドメンバ(以下、サイドメンバという)4が車両前後方向に沿って配設されており、前記フードリッジ2はサイドメンバ4よりも上方で且つ車幅方向外側に位置している。
A front side member (hereinafter referred to as a side member) 4 is disposed along the vehicle front-rear direction at the front of the vehicle, and the
本実施例では、サイドメンバ4の前端部上面にバーチカルメンバ5が固定されている。このバーチカルメンバ5は横断面が略矩形をなし、サイドメンバ4対して垂直で且つ上方に向かって延設されている。また、バーチカルメンバ5の上端部にはラジコアアッパ6がネジ等によって結合される。
In this embodiment, the
また、サイドメンバ4の前端部には車幅方向外側に向かってアウターメンバ7が、車両下方に向かってサスペンション取付ブラケット8がそれぞれ設けられている。なお、アウターメンバ7は、サイドメンバ4との間に設けられた三角形の補強部材7Aによって支持されている。
Further, an
サイドメンバ4の端部は垂直面をなしており、バーチカルメンバ5、アウターメンバ7およびサスペンション取付ブラケット8の車両前方側の側面は、サイドメンバ4端部の垂直面と面一になるよう配置されている。サスペンション取付ブラケット8の下端部にはネジ等によりサスペンションメンバ9が取り付けられる。
The end of the
バーチカルメンバ5の上部とハウジングストラットレインフォース3との間にはフードリッジインナ10が設けられ、また、バーチカルメンバ5の上部とフードリッジ2との間にはラジコアサイドメンバ11が設けられている。バーチカルメンバ5は、フードリッジ2よりも車幅方向内側に設けられているので、ラジコアサイドメンバ11は車両中心線に対して斜めに配置されている。
A hood ridge inner 10 is provided between the upper part of the
サイドメンバ4の前方にはバンパーレインフォース12が配置され、このバンパレインフォース12はバンパースティ13を介してサイドメンバ4の前端部にネジ等を用いて取り付けられる。
A
図3は、バーチカルメンバ5の上部にラジコアアッパ6を取り付け、さらにサスペンション取付ブラケット8の下端部にサスペンションメンバ9を取り付けた様子を示している。ラジコアアッパ6にはその端部に取付用平板6A(図2も参照)が設けられ、ラジコアアッパ6は取付用平板6Aを介してバーチカルメンバ5の上部に取り付けられている。
FIG. 3 shows a state where the radio core upper 6 is attached to the upper part of the
また、バーチカルメンバ5、アウターメンバ7、およびラジコアサイドメンバ11で囲まれた空間14内にヘッドランプ15(図5参照)が収納される。
A headlamp 15 (see FIG. 5) is housed in a
本実施例では、空間14内にヘッドランプ15を収納する際には、図4に示すように、先ず空間14内に膜部材16が配設される。この膜部材16はカーボン繊維またはアラミド繊維からなり、ヘッドランプ15が収納される部分には下方に張り出した凹所16Aが形成されている。
In the present embodiment, when the
図5は、膜部材16を空間14内に取り付けた様子を示している。膜部材16は、図に示すように、その周辺部が、バーチカルメンバ5、アウターメンバ7、ラジコアサイドメンバ11、およびフードリッジ2の傾斜面2Aに固定されている。図5において、ハッチングを施した部分が固定箇所である。膜部材16は、スポット溶接、リベット、またはボルトとナット等によって固定される。
FIG. 5 shows a state in which the
次に、本実施例の車両前部構造における作用について、図6〜図8を用いて説明する。図6(a)は図3のSA−SA線に沿った断面を、図7(a)は図3のSB−SB線に沿った断面を、図8(a)は図3のSC−SC線に沿った断面をそれぞれ示している。 Next, the effect | action in the vehicle front part structure of a present Example is demonstrated using FIGS. 6A is a cross-sectional view taken along the line SA-SA in FIG. 3, FIG. 7A is a cross-sectional view taken along the line SB-SB in FIG. 3, and FIG. Each section along the line is shown.
オフセット衝突時に、相手車両のサイドメンバ17がヘッドランプ15にぶつかると、図6(b)に示すように、ヘッドランプ15は押し潰され、さらに相手車両のサイドメンバ17は膜部材16を押圧する。このとき、膜部材16は一側(車幅方向内側)がバーチカルメンバ5、アウターメンバ7、ラジコアサイドメンバ11、およびフードリッジ2の傾斜面2Aに固定されているため、膜部材16には引張力(矢印A)が作用して引き延ばされ、これにより、相手車両のサイドメンバ17による衝撃を受け止める。
When the
そして、膜部材16に生じる引張力によって、剛性の高いバーチカルメンバ5、アウターメンバ7、ラジコアサイドメンバ11を介して、衝撃がサイドメンバ4やフードリッジ2に伝達される。その結果、サイドメンバ4の前端部には、図7(b)に示すように、モーメントM1が作用してサイドメンバ4を車幅方向外側へ変形させるとともに、図8(b)に示すように、モーメントM2も作用してサイドメンバ4を上方へ変形させる。また、フードリッジ2の前端部には、図8(b)に示すように、モーメントM3が作用してフードリッジ2を下方へ変形させる。これによって、車体前部の部材全体で衝撃エネルギーを効率よく吸収することができる。
The impact is transmitted to the
フードリッジ2とアウターメンバ7とを連結する部分は、従来構造では、図10のように所定断面積を有する部材18の曲げで衝突荷重を受ける構造となっており、部材18の高さが高いほどその板厚を薄くして、曲げ強度を確保する必要があった(図12参照)。
In the conventional structure, the portion connecting the
例えば、部材18は内部が中空の四角柱をなしており、その横断面は図11のようになっている。したがって、部材18の板厚tは、
t=(b−b0)/2=(h−h0)/2 ・・・・・・・(1)
であり、部材18に作用する曲げ応力σは次式(2)により求められる。
For example, the
t = (b−b 0 ) / 2 = (h−h 0 ) / 2 (1)
The bending stress σ acting on the
ここで、入力荷重Fを2000kgf、部材長さLを400mm、部材幅bを50mm、材料強度(曲げ応力)σを500MPaとして、上記(2)式より計算すると、板厚tは1.25mm(h=30mmの時)となる。 Here, when the input load F is 2000 kgf, the member length L is 400 mm, the member width b is 50 mm, and the material strength (bending stress) σ is 500 MPa, the thickness t is 1.25 mm ( h = 30 mm).
一方、本実施例では、図9に示すように、膜部材16の強度が面内強度で決まるため、膜部材16の板厚アップを最小限に抑えることができる。
On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 9, since the strength of the
例えば、膜部材16に作用する曲げ応力σは次式(3)により求められる。
For example, the bending stress σ acting on the
ここで、上記と同様、入力荷重Fを2000kgf、部材長さLを400mm、部材幅bを50mm、材料強度(曲げ応力)σを500MPaとして、上記(3)式より計算すると、板厚tは0.8mmとなる。 Here, similarly to the above, when the input load F is 2000 kgf, the member length L is 400 mm, the member width b is 50 mm, and the material strength (bending stress) σ is 500 MPa, the thickness t is calculated from the above equation (3). 0.8 mm.
したがって、本実施例における膜部材16を採用すれば、タイヤ前スペースが確保できない場合でも、重量増加を抑制できる(図12参照)。
Therefore, if the
本実施例によれば、膜部材16が設けられているので、衝突時の相手車両のサイドメンバの衝突荷重を分散して、衝撃を効果的に緩和することができる。また、膜部材16がヘッドランプ15の後方に配置されているので、走行時にタイヤからの泥などがヘッドランプ15後部の電気系統へ入り込むのを防ぐことができる。
According to the present embodiment, since the
また、膜部材16を引張強度が高いカーボン繊維で構成した場合、膜部材16の板厚を薄くでき、さらなる軽量化が可能となる。さらに、膜部材16を防弾チョッキ等に用いられている破断強度が高いアラミド繊維で構成した場合、相手車両のサイドメンバ17のエッジ部による膜部材16の剪断破断を、より一層効果的に回避することができる。
Further, when the
図13〜図16は実施例2を示しており、図13は車両右側前部構造の斜視図、図14は図13のSD−SD線に沿った矢視図、図15は車両右側前部構造の平面図、図16は前突時における車両右側前部構造の平面図である。 FIGS. 13 to 16 show a second embodiment, FIG. 13 is a perspective view of the vehicle right front structure, FIG. 14 is a view taken along the line SD-SD in FIG. 13, and FIG. FIG. 16 is a plan view of the right front structure of the vehicle at the time of a front collision.
本実施例においては、車両のフロントサイドメンバ4の前縁端部から車両上方にバーチカルメンバ5が延設され、またフロントサイドメンバ4とフードリッジ2とを結合し且つハウジングストラット1の車両前方方向に配設されたハウジングストラットレインフォース3が設けられている。そして、バーチカルメンバ5とハウジングストラットレインフォース3とを連結し且つ車両前後方向に設けられたフードリッジインナ10が設けられ、そのフードリッジインナ10の後端が、ハウジングストラットレインフォース3に設けられたトルクロッドブラケット20に連結されている。トルクロッドブラケット20にはトルクロッド21が設けられ、このトルクロッド21はエンジン22の側面に固定されている。なお、フードリッジインナ10はバーチカルメンバ5に対して直角に設けられている。
In the present embodiment, a
また、本実施例においては、フードリッジインナ10の後端部断面中心L1が、トルクロッドブラケット20に取り付けられたトルクロッド21の取付位置よりも車幅方向外側に設定(オフセット)されている(図15参照)。
In the present embodiment, the rear end cross-sectional center L1 of the hood ridge inner 10 is set (offset) outside the mounting direction of the
次に、本実施例における車両前部構造の作用について説明する。 Next, the operation of the vehicle front structure in the present embodiment will be described.
前突時に、図14に示すように、フロントサイドメンバ4よりも上方位置にオフセットして相手車両のフロントサイドメンバ23が当たり荷重P1が入力された場合、バーチカルメンバ5とハウジングストラットレインフォース3に結合されたフードリッジインナ10で荷重P1を受け止め、剛性の高いバーチカルメンバ5、フードリッジインナ10、ハウジングストラットレインフォース3を介してフロントサイドメンバ4やフードリッジ2に荷重P1を伝達する。このとき、フードリッジインナ10やハウジングストラットレインフォース3が大きく変形させることで、車両前部の部材全体で衝撃エネルギーを効率良く吸収することができる。なお、図14において、二点鎖線は前突時にバーチカルメンバ5やラジコアサイドメンバ11が変形する様子を示している。
As shown in FIG. 14, when the
また、フードリッジインナ10の後端がトルクロッドブラケット20に連結されているので、前突時には、図15に示すように、エンジン22の車両前方向への駆動反力F1によって、トルクロッド21の取付位置にはモーメントM4が作用し、そのモーメントM4を、図の矢印F2,F3のように、バーチカルメンバ5、ラジコアアッパ6(図13参照)、ハウジングストラットレインフォース3、及びフードリッジ2に効率良く分散できる。その結果、トルクロッドブラケット20の板厚を上げる必要もなく、車両の質量増大を抑制できる。
Further, since the rear end of the hood ridge inner 10 is connected to the
さらに、フードリッジインナ10の後端部断面中心L1が、トルクロッドブラケット20に取り付けられたトルクロッド21の取付位置よりも車幅方向外側にオフセットされているので、前突時に、フードリッジインナ10に入力された荷重P1によって、図16に示すように、トルクロッド21を介してエンジン22を車両前側へ押し出すモーメントM5が発生する。これにより、エンジン22に作用する慣性力C1により、車両前部を効率良く変形させることができる。その結果、衝撃エネルギー吸収のために各部材の板厚を上げる必要もなく、車両の質量増大をより一層抑制できる。
Further, since the rear end cross-sectional center L1 of the hood ridge inner 10 is offset to the outside in the vehicle width direction with respect to the mounting position of the
図17〜図21は実施例3を示しており、図17は車両右側前部構造の斜視図、図18は図17のSE−SE線に沿った断面図、図19は図17のSF−SF線に沿った矢視図、図20は車両右側前部構造の平面図、図21は前突時における車両右側前部構造の平面図である。 FIGS. 17 to 21 show the third embodiment, FIG. 17 is a perspective view of the vehicle right front structure, FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line SE-SE in FIG. 17, and FIG. FIG. 20 is a plan view of the vehicle right front structure, and FIG. 21 is a plan view of the vehicle right front structure at the time of a front collision.
本実施例においては、フードリッジインナ10の後部が、ハウジングストラットレインフォース3に設けられたエンジンマウントブラケット30に連結されている。すなわち、フロントサイドメンバ4の上方には、ハウジングストラットレインフォース3に設けられたエンジンマウントブラケット30が配置され、このエンジンマウントブラケット30の後部は、図18に示すように、連結板31を介してフードリッジインナ10の後部に連結されている。なお、エンジンマウントブラケット30の上面にはエンジンマウント32が設置されている。
In the present embodiment, the rear portion of the hood ridge inner 10 is connected to an
また、本実施例においては、フードリッジインナ10の後端部断面中心L2がエンジンマウント32の取付位置よりも車幅方向外側に設定(オフセット)されている(図20参照)。 In the present embodiment, the rear end cross-sectional center L2 of the hood ridge inner 10 is set (offset) outside the mounting position of the engine mount 32 (see FIG. 20).
本実施例によれば、前突時に、エンジン22の駆動反力により、図19に示すように、エンジンマウント32に入る車両各種方向の力F4を、ハウジングストラットレインフォース3を介してフードリッジ2に分散する力F5に加えて、車体前部全体に効率良く分散できるので、エンジンマウントブラケット30の板厚を上げる必要もなく、車両の質量増大を抑制できる。
According to the present embodiment, during the frontal collision, due to the driving reaction force of the
また、前突時に、図21に示すように、フードリッジインナ10への加重入力P2により、エンジンマウント32を介して、エンジン22を車両前方へ押し出すモーメントM6が発生する。これにより、エンジン22に作用する慣性力C2により、車両前部を効率良く変形させることができる。その結果、エネルギー吸収のために各部材の板厚を上げる必要もなく、車両の質量増大をより一層抑制できる。
Further, as shown in FIG. 21, a moment M6 that pushes the
以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、上記各実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記各実施例の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, each of the above embodiments is only an example of the present invention, and the present invention is not limited only to the configuration of each of the above embodiments. . Needless to say, changes in design and the like within the scope of the present invention are included in the present invention.
2 フードリッジ
4 フロントサイドメンバ
5 バーチカルメンバ
6 ラジコアアッパ
7 アウターメンバ
11 ラジコアサイドメンバ
12 バンパレインフォース
15 ヘッドランプ
16 膜部材
20 トルクロッドブラケット
21 トルクロッド
22 エンジン
30 エンジンマウントブラケット
31 連結板
32 エンジンマウント
2
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---|---|---|---|
JP2005159244A JP2006160240A (en) | 2004-11-15 | 2005-05-31 | Vehicle front structure |
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JP2004330525 | 2004-11-15 | ||
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009057379A1 (en) * | 2007-11-01 | 2009-05-07 | Toyota Shatai Kabushiki Kaisha | Body front structure of automobile |
JP2010083182A (en) * | 2008-09-29 | 2010-04-15 | Mazda Motor Corp | Car body front structure |
-
2005
- 2005-05-31 JP JP2005159244A patent/JP2006160240A/en not_active Withdrawn
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WO2009057379A1 (en) * | 2007-11-01 | 2009-05-07 | Toyota Shatai Kabushiki Kaisha | Body front structure of automobile |
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