JP2009107590A - Vehicle front body structure of automobile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は自動車の車体前部構造、特に左右のフロントサイドメンバの前端付近の構造に関する。 The present invention relates to a front body structure of an automobile, and more particularly to a structure near the front ends of left and right front side members.
図6に示すように、自動車の車体前部においては、エンジンルームEの左右両側で前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバ1は、前後中間位置の下方に複数のブラケット20,20を介して車幅方向にフロントサスペンションメンバ2が設置され、フロントサスペンションメンバ2に左右のフロントタイヤ3が組付けられている。 As shown in FIG. 6, in the front part of the vehicle body of the automobile, a pair of left and right front side members 1 extending in the front-rear direction on both the left and right sides of the engine room E are provided below the intermediate position between the front and rear via a plurality of brackets 20, 20. A front suspension member 2 is installed in the vehicle width direction, and left and right front tires 3 are assembled to the front suspension member 2.
また両フロントサイドメンバ1は前端で車幅方向に延びるバンパリィンフォースメント5を支持し、これにフロントバンパ6が組付けられ、車両の前面衝突にフロントバンパ6およびバンパリィンフォースメント5を介してフロントサイドメンバ1で衝突荷重を受け止め、エンジンルームEの後方への変形を抑える構造とされている。一般にフロントサイドメンバ1は図5に示すように閉断面構造をなし、底面から左右の側面にかけて補強板10を設けて2重構造とし、衝突荷重に対する剛性が強化されている。 Further, both front side members 1 support a bumper reinforcement 5 extending in the vehicle width direction at the front end, and a front bumper 6 is assembled to the front side member 1, and a front bumper 6 and the bumper reinforcement 5 are brought into contact with a frontal collision of the vehicle. The front side member 1 is configured to receive a collision load and suppress the rearward deformation of the engine room E. In general, the front side member 1 has a closed cross-sectional structure as shown in FIG. 5 and is provided with a reinforcing plate 10 from the bottom surface to the left and right side surfaces to form a double structure, and the rigidity against a collision load is enhanced.
セダン等の乗用車では、下記特許文献1に記載されたように、フロントサイドメンバの前端部上面を前下がりの傾斜面とし、該傾斜面にバンパステイを固定し、バンパリィンフォースメント(バンパアーマチュア)およびフロントバンパ(バンパフィニッシャ)を組付けて、前面衝突時にフロントサイドメンバ前端部が上方へ浮き上がるように曲げ変形するのを抑えることが提案されている。また特許文献2では、フロントタイヤの前方位置でフロントサイドメンバの前端部の外側に、前面を前下がりの傾斜面としたブロック状の荷重伝達手段を設け、前面衝突時に衝突荷重をフロントサイドメンバと平行に上記荷重伝達手段、フロントタイヤおよびフロントタイヤ後方のロッカーへと伝達せしめてフロントサイドメンバの負担を軽減するとともに、荷重伝達手段に前下がり傾斜前面を設けたことで車体前部の浮き上がりを抑えてフロントサイドメンバ前部の上方への曲げ変形を抑えることが提案されている。
ところで図6に示すようなセミボンネットタイプのワゴン車では、セダン等の乗用車に比べてエンジンルームEの前後長が短い分、フロントサイドメンバ1の剛性が特に要求される。
そこで車両同士のオフセット前面衝突を想定してワゴン車を所定の速度でバリヤ(ハニカム構造体)9に衝突させる衝突実験を行なった結果、図6に示すように剛性の高いフロントサイドメンバ1がバリヤ9の上下中間位置を大きく潰してバリヤ9内に突っ込み、フロントサイドメンバ1の上方位置ではバリヤ9が車両前面内へ突っ込んで潰れ残り、またフロントサイドメンバ1の下方位置でもバリヤ9は潰れ残った。
更に潰れ残ったバリヤ9の下部がフロントタイヤ3に当り、この時フロントサイドメンバ1にはその前後中間位置にこれを上方へ凸状に押し曲げようとする上凸曲げモーメント(図示白矢印)M1が発生することが判った。これは、フロントタイヤ3はその支軸30がフロントサイドメンバ1よりも低い位置で支持されているので、フロントタイヤ3からサスペンションメンバ2を介してフロントサイドメンバ1に上記上凸曲げモーメントM1が作用するものと認めた。
By the way, in the semi-bonnet type wagon vehicle as shown in FIG. 6, the rigidity of the front side member 1 is particularly required since the front and rear length of the engine room E is shorter than that of a passenger car such as a sedan.
Therefore, as a result of a collision experiment in which a wagon car collides with a barrier (honeycomb structure) 9 at a predetermined speed assuming an offset frontal collision between vehicles, as shown in FIG. 6, the rigid front side member 1 has a barrier. The upper and lower intermediate positions of 9 are crushed and pushed into the barrier 9. At the upper position of the front side member 1, the barrier 9 is pushed into the front of the vehicle and remains crushed. .
Further, the lower portion of the remaining barrier 9 hits the front tire 3, and at this time, the front side member 1 has an upward convex bending moment (white arrow in the figure) M1 that pushes and bends it upward in the middle of its front and rear. Was found to occur. This is because the front tire 3 is supported at a position where the support shaft 30 is lower than the front side member 1, so that the upward convex bending moment M 1 acts on the front side member 1 from the front tire 3 through the suspension member 2. Admitted to do.
そこで本発明は、上記の知見に基き、車両の前面衝突時にフロントサイドメンバの前後中間位置に発生する上向きの曲げモーメント(上凸曲げモーメント)を低下させることで、フロントサイドメンバ自体に補強を加えることなく、衝突に対するフロントサイドメンバの剛性が確保し得る車体前部構造を提供することを課題としてなされたものである。 Therefore, based on the above knowledge, the present invention adds reinforcement to the front side member itself by reducing the upward bending moment (upward convex bending moment) generated at the front and rear intermediate positions of the front side member at the time of a frontal collision of the vehicle. Therefore, it is an object of the present invention to provide a vehicle body front structure that can ensure the rigidity of a front side member against a collision.
本発明はエンジンルームの左右両側に前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバを備え、両フロントサイドメンバの前端で車幅方向に延びるフロントバンパを支持せしめ、両フロントサイドメンバの前後中間の下面でフロントタイヤを支持するフロントサスペンションクロスメンバが固定された自動車の車体前部構造において、上記両フロントサイドメンバの前端に、上方へ起立する高剛性の起立部材を立設する(請求項1)。
車両の前面衝突時、フロントサイドメンバとともにその前端に立設した起立部材にも衝突荷重が作用する。この時、フロントサイドメンバにはフロントタイヤ側から上方へ凸向きの曲げモーメントが作用するが、フロントサイドメンバの上側では起立部材が衝突相手側からの反力を受けることでフロントサイドメンバにはその中間部を下方へ押し下げようとする下凸向きの曲げモーメントが作用し、上記上凸向きの曲げモーメントがキャンセルされて減少しフロントサイドメンバの変形が防止される。
The present invention includes a pair of left and right front side members extending in the front-rear direction on both the left and right sides of the engine room, and a front bumper extending in the vehicle width direction is supported at the front ends of the front side members. In a vehicle body front structure in which a front suspension cross member that supports a front tire is fixed, a highly rigid standing member that rises upward is erected at the front ends of the two front side members.
At the time of a frontal collision of the vehicle, a collision load acts on a standing member standing on the front end of the front side member. At this time, a convex bending moment is applied to the front side member upward from the front tire side, but on the upper side of the front side member, the standing member receives the reaction force from the collision partner side, so that the front side member A downward convex bending moment acting to push the intermediate portion downward acts, the upward convex bending moment is canceled and reduced, and the front side member is prevented from being deformed.
上記起立部材を閉断面の柱状に形成した(請求項2)。 The upright member was formed in a columnar shape with a closed cross section (claim 2).
上記起立部材はその下端を上記フロントサイドメンバの前端上面に結合するとともに、上端を、上記フロントサイドメンバの前端の上方位置で車幅方向に設置されたラジエータサポートアッパに結合せしめる(請求項3)。
起立部材を安定に設置できる。
The upright member has a lower end coupled to the upper surface of the front end of the front side member, and an upper end coupled to a radiator support upper installed in the vehicle width direction at a position above the front end of the front side member. .
A standing member can be installed stably.
上記起立部材を、セミボンネットタイプのワゴン車の、前後方向に直線状に設置されたフロントサイドメンバの前端に立設した(請求項4)。
本発明はセミボンネットタイプのワゴン車に特に好適に適用され得る。
The upright member is erected at the front end of a front side member that is installed in a straight line in the front-rear direction of a semi-bonnet type wagon vehicle.
The present invention can be particularly suitably applied to a semi-bonnet type wagon vehicle.
図1は本発明を適用したセミボンネットタイプのワゴン車の車体前部の要部側面図を示し、図2は上記ワゴン車の要部前面図を示す。エンジンルームEにはその左右両側に、骨格部材として前後方向に延びる一対のフロントサイドメンバ1が設けてある。各フロントサイドメンバ1は、上方に向けて開口する断面ほぼコ字形のロアパネルと、該ロアパネルの上部開口を塞ぐアッパパネルとで閉断面構造をなす。またフロントサイドメンバ1はその内部の底面から左右の側面に沿って補強板10を重ねて2重構造として補強してある(図5参照)。 FIG. 1 shows a side view of a main part of a front part of a vehicle body of a semi-bonnet type wagon car to which the present invention is applied, and FIG. 2 shows a front view of a main part of the wagon car. The engine room E is provided with a pair of front side members 1 extending in the front-rear direction as skeleton members on the left and right sides thereof. Each front side member 1 has a closed cross-section structure with a substantially U-shaped lower panel that opens upward and an upper panel that closes the upper opening of the lower panel. Further, the front side member 1 is reinforced as a double structure by overlapping reinforcing plates 10 along the left and right side surfaces from the bottom surface inside thereof (see FIG. 5).
図1、図2に示すように、左右の両フロントサイドメンバ1にはそれぞれ、前後中間の下面に下方へ突出する複数のブラケット20,20が設けてあり、ブラケット20,20には車幅方向にフロントサスペンションメンバ(以下、「サスペンションメンバ」と言う)2が支持せしめてある。
そして、サスペンションメンバ2には左右の両側に、フロントサイドメンバ1よりも低い位置に車軸30を配して左右のフロントタイヤ3を支持せしめてある。
As shown in FIGS. 1 and 2, the left and right front side members 1 are each provided with a plurality of brackets 20, 20 projecting downward on the lower surface in the middle of the front and rear, and the brackets 20, 20 have a vehicle width direction. A front suspension member (hereinafter referred to as “suspension member”) 2 is supported on the front.
The suspension member 2 supports the left and right front tires 3 by disposing axles 30 at lower positions than the front side member 1 on both the left and right sides.
両フロントサイドメンバ1の前端には車幅方向にのびるバンパリィンフォースメント5の左右両側が結合してあり、バンパリィンフォースメント5にはこれを覆うように合成樹脂製のフロントバンパ6が取付けてある。 The left and right sides of a bumper reinforcement 5 extending in the vehicle width direction are coupled to the front ends of both front side members 1, and a synthetic resin front bumper 6 is attached to the bumper reinforcement 5 so as to cover it. is there.
両フロントサイドメンバ1の前端上面には、これらから上方へ起立する高剛性の起立部材4が設けてある。図3に示すように、各起立部材4は、断面ほぼハット形の前面パネル41と、その後方に向けた開口を塞ぐ平板状の後面パネル42とで閉断面を構造をなす。起立部材4の横幅はフロントサイドメンバ1の上面の横幅に合わせてある。
そして起立部材4はほぼ垂直の起立姿勢で下端がフロントサイドメンバ1の前端上面に溶接結合してある。
On the upper surfaces of the front ends of both front side members 1, a high-rigid standing member 4 that stands upward from these is provided. As shown in FIG. 3, each of the standing members 4 has a closed cross section composed of a front panel 41 having a substantially hat-shaped cross section and a flat rear panel 42 that closes an opening toward the rear thereof. The lateral width of the upright member 4 is adjusted to the lateral width of the upper surface of the front side member 1.
The standing member 4 has a substantially vertical standing posture, and a lower end thereof is welded to an upper surface of the front end of the front side member 1.
またエンジンルームEには他の骨格部材として、エンジンルームEの側壁上縁に沿って前後方向に上下に幅広の閉断面をなすエプロンアッパメンバ7が設けてある。エプロンアッパメンバ7は後端がエンジンルームEの側壁後縁に沿うフロントピラーPの上下中間位置に結合してあり、これから前方へ延設してある。 Further, the engine room E is provided with an apron upper member 7 having a wide closed cross section in the front-rear direction along the upper edge of the side wall of the engine room E as another frame member. The apron upper member 7 is coupled to the upper and lower intermediate positions of the front pillar P along the rear edge of the side wall of the engine room E, and extends forward therefrom.
またエプロンアッパメンバ7の前方にはエプロンアッパメンバ7の上面を前方へ延長するようにラジエータサポートサイド80が連結してある。そしてエンジンルームEの前面部の上縁には、左右のラジエータサポートサイド80の前端間を車幅方向に架けわたしてラジエータRの上縁を支持するラジエータサポートアッパ8が設けてある。なお、ラジエータサポートアッパ8およびラジエータサポートサイド80は断面ハット形の金属板で構成してある。 A radiator support side 80 is connected to the front of the apron upper member 7 so that the upper surface of the apron upper member 7 extends forward. A radiator support upper 8 is provided at the upper edge of the front portion of the engine room E to support the upper edge of the radiator R by extending the front ends of the left and right radiator support sides 80 in the vehicle width direction. The radiator support upper 8 and the radiator support side 80 are formed of a metal plate having a hat-shaped cross section.
このように構成した車体前部構造のワゴン車により、先の述べた衝突実験におけると同じバリヤ9で衝突実験を行なった。
結果は、図4に示すようにフロントサイドメンバ1のバリヤ9への突っ込み量は減少し、バリヤ9の上部の潰れ量は増加し、その分、エンジンルームの前面部の後方への変形量は減少した。起立部材4は若干後方へ傾斜した。
衝突時におけるフロントサイドメンバ1に発生する曲げモーメントを上記測定した結果、上凸曲げモーメントは起立部材4を設けない車両に比べると各3分の1に減少したことがわかった。これは起立部材4に作用するバリヤ9の反力によりフロントサイドメンバ1に上記上凸曲げモーメントM1とは逆の下凸向きの下凸曲げモーメントM2が作用し、これにより上凸曲げモーメントM1がキャンセルされたことによるものと認められる。
A collision test was performed with the same barrier 9 as that in the above-described collision test using the wagon car having the vehicle body front structure thus configured.
As a result, as shown in FIG. 4, the amount of protrusion of the front side member 1 into the barrier 9 is reduced, the amount of crushing of the upper portion of the barrier 9 is increased, and the amount of deformation of the front portion of the engine room to the rear is accordingly increased. Diminished. The upright member 4 was slightly inclined rearward.
As a result of the above measurement of the bending moment generated in the front side member 1 at the time of the collision, it was found that the upward convex bending moment was reduced to one third of each vehicle compared to the vehicle without the upright member 4. This is because a downward convex bending moment M2 opposite to the upward convex bending moment M1 acts on the front side member 1 due to the reaction force of the barrier 9 acting on the standing member 4, and thereby the upward convex bending moment M1 is generated. Probably due to cancellation.
以上の結果から明らかなように、本発明によればセミボンネットタイプのワゴン車において車両の前面衝突時、フロントサイドメンバ1に発生する曲げモーメント(上凸曲げモーメントM1)が減少するから、フロントサイドメンバ1を更に大型にしたり、また補強部材を加えることなく、前面衝突時におけるフロントサイドメンバ1の変形を防止し得ることは勿論、フロントサイドメンバ1として従来構造よりも引張強度が低い鋼板を用いることも可能となり、コストを低減することができる。
そして、フロントサイドメンバ1の変形を防止するとともに、起立部材4により前面衝突時におけるエンジンルームEの潰れ変形を軽減し、キャビンの変形を少なくして乗員の安全性向上に貢献する。
また起立部材4はその上端がラジエータサポートアッパ8に結合され、車両衝突時にラジエータサポートアッパ8が変形することで若干後傾姿勢となり、これにより車体前部の衝撃を緩和することができる。
As is clear from the above results, according to the present invention, in the semi-bonnet type wagon car, the bending moment (upward convex bending moment M1) generated in the front side member 1 at the time of frontal collision of the vehicle is reduced. The front side member 1 can be prevented from being deformed at the time of a frontal collision without increasing the size of the member 1 or adding a reinforcing member, and of course, a steel plate having a lower tensile strength than the conventional structure is used as the front side member 1. This also makes it possible to reduce costs.
And while preventing the deformation | transformation of the front side member 1, the standing member 4 reduces the crushing deformation of the engine room E at the time of frontal collision, reduces the deformation of a cabin, and contributes to a passenger | crew's safety improvement.
Further, the upper end of the upright member 4 is coupled to the radiator support upper 8, and the radiator support upper 8 is deformed at the time of a vehicle collision so as to be slightly tilted backward, thereby reducing the impact at the front of the vehicle body.
上述の実施形態では、起立部材4を閉断面の中空の柱状に形成したが、これに限らず、中実の柱状部材で構成してもよい。しかしながら重量の面で中空閉断面構造の起立部材4のほうが都合がよい。なお、起立部材4はフロントサイドメンバ1と同一部材で形成することが好ましい。 In the above-described embodiment, the upright member 4 is formed in a hollow columnar shape with a closed cross section. However, in terms of weight, the upright member 4 having a hollow closed cross-sectional structure is more convenient. The upright member 4 is preferably formed of the same member as the front side member 1.
1 フロントサイドメンバ
2 フロントサスペンションメンバ
3 フロントタイヤ
30 車軸
4 起立部材
5 バンパリィンフォースメント
6 フロントバンパ
8 ラジエータサポートアッパ
9 バリヤ
E エンジンルーム
1 Front Side Member 2 Front Suspension Member 3 Front Tire 30 Axle 4 Standing Member 5 Bumper Force 6 Front Bumper 8 Radiator Support Upper 9 Barrier E Engine Room
Claims (4)
上記両フロントサイドメンバの前端に、上方へ起立する高剛性の起立部材を立設して、車両の前面衝突時にその衝突荷重をフロントサイドメンバとともに上記起立部材で受けるようになした自動車の車体前部構造。 A pair of left and right front side members that extend in the front-rear direction are provided on the left and right sides of the engine room. In the front structure of the vehicle body in which the front suspension cross member to be supported is fixed,
A vehicle body front of an automobile in which a high-rigid standing member that stands upward is provided at the front ends of both front side members so that the collision load is received by the standing member together with the front side member during a frontal collision of the vehicle. Part structure.
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