JP4810250B2 - Front body structure of automobile - Google Patents
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Description
本発明は、左右一対のフロントサイドフレームの前端と、このフロントサイドフレームの下方に配置されたフロントサブフレームの前端とに、バンパービームを結合した自動車の前部車体構造に関する。 The present invention relates to a front body structure of a vehicle in which a bumper beam is coupled to a front end of a pair of left and right front side frames and a front end of a front subframe disposed below the front side frame.
車両の正面衝突時の衝撃吸収能力を高めるために、図8に示すように、左右一対のフロントサイドフレーム01,01(サイドメンバ)の前端に固定されるバンパービーム02(フロントエンドクロスメンバ)を、左右のフロントサイドフレーム01,01を連結する直線状の第1クロスメンバ03と、この第1クロスメンバ03の両端に結合されて矩形状の枠を構成するU字状の第2クロスメンバ04とで構成したものが、下記特許文献1により公知である。
ところで上記従来のものは、上側に位置する第1クロスメンバ03よりも下側に位置する第2クロスメンバ04が車体後方に位置しているため、第2クロスメンバ04が他車両のサイドシルに衝突する前に、第1クロスメンバ03が他車両のドアやセンターピラーに衝突してしまい、しかも第2クロスメンバ04は衝突エネルギーを受け止めるだけの剛性を備えていないため、第1クロスメンバ03が他車両のドアやセンターピラーに貫入してしまう可能性があった。また下側の第2クロスメンバ04の左右の角部は特に剛性が低くて容易に後方に変形してしまうため、他車両とオフセット正面衝突した場合に、自車両のバンパービームおよび他車両のバンパービームが相互に衝突エネルギーを吸収せずに前後にすり抜けてしまい、衝突の被害が大きくなる可能性があった。
By the way, in the above conventional one, the
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を効果的に吸収できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to effectively absorb collision energy at the time of collision with another vehicle.
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、車幅方向に直線状に延びるアッパービームと、このアッパービームの両端からそれぞれ車幅方向内側に向かって斜め下方に延びて下端が相互に連なる一対のロアビームとよりなる、正面視で横向きの「D」字状あるいは逆三角形状のバンパービームを備え、前記アッパービームの両端は、車体前後方向に配置された一対のフロントサイドフレームの前端に設けられた脆弱部に結合され、前記一対のロアビームの下端は、前記フロントサイドフレームの下方に配置されたフロントサブフレームの前部横部材の中央部に前後方向に延びる連結ブラケットを介して結合されることを特徴とする自動車の前部車体構造が提案される。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the upper beam extends linearly in the vehicle width direction, and extends obliquely downward from both ends of the upper beam toward the vehicle width direction inward. The lower beam comprises a pair of lower beams whose lower ends are connected to each other, and has a bumper beam having a "D" shape or an inverted triangular shape in the front view, and a pair of front beams arranged in the longitudinal direction of the vehicle body. coupled to the fragile portion provided at the front end of the side frame, the lower end of the pair of Roabimu is connecting bracket extending longitudinally in the central portion of the front cross member of the front sub frame disposed below the front side frames A vehicle front body structure is proposed which is characterized by being coupled via
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、前記アッパービームおよび前記ロアビームは車体前後方向の位置が概ね一致しており、前記ロアビームの下端の高さは乗用車のサイドシルの高さに概ね一致していることを特徴とする自動車の前部車体構造が提案される。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the upper beam and the lower beam are substantially aligned in the longitudinal direction of the vehicle body, and the height of the lower end of the lower beam is the passenger car. A front body structure of an automobile is proposed, characterized in that it substantially matches the height of the side sill.
また請求項3に記載された発明によれば、請求項1または請求項2の構成に加えて、前記一対のフロントサイドフレームの前記脆弱部の剛性を、前記フロントサブフレームの前部の剛性よりも低く設定したことを特徴とする自動車の前部車体構造が提案される。
According to the invention described in
請求項1の構成によれば、バンパービームが車幅方向に直線状に延びるアッパービームと、このアッパービームの両端からそれぞれ車幅方向内側に向かって斜め下方に延びて下端が相互に連なる一対のロアビームとによって、正面視で横向きの「D」字状あるいは逆三角形状に形成されており、かつアッパービームの両端が一対のフロントサイドフレームの前端に設けられた脆弱部に結合され、一対のロアビームの下端がフロントサブフレームの前部横部材の中央部に前後方向に延びる連結ブラケットを介して結合されるので、他車両との衝突時にバンパービームがフロントサイドフレームからフロントサブフレームまでの広い高さ範囲で衝突エネルギーを受け止め、その衝突エネルギーをフロントサイドフレームおよびフロントサブフレームに伝達して効果的に吸収することができる。しかもバンパービームは全体として正面視で横向きの「D」字状あるいは逆三角形状をなしているため、ロアビームに衝突エネルギーが入力しても該ロアビームが充分な剛性を発揮することで、衝突エネルギーをフロントサイドフレームおよびフロントサブフレームに確実に伝達することができる。また自車両が他車両に側面衝突してバンパービームからフロントサイドフレームに荷重が入力したとき、フロントサイドフレームの前端に設けた脆弱部が容易に圧壊することで、アッパービームが他車両のドアやセンターピラーに貫入するのを防止することができる。 According to the configuration of the first aspect, the bumper beam linearly extends in the vehicle width direction, and a pair of the lower beams that extend obliquely downward toward the inner side in the vehicle width direction from both ends of the upper beam, and whose lower ends are connected to each other. by the Roabimu it is formed transversely of the "D" -shaped or inverted triangular shape in a front view, and is coupled to a weak portion provided at the front end of the front side frames at both ends of the pair of upper beams, a pair of Roabimu Since the lower end of the front is connected to the center of the front horizontal member of the front subframe via a connecting bracket extending in the front-rear direction , the bumper beam has a wide height from the front side frame to the front subframe when it collides with another vehicle. The collision energy is received in the range, and the collision energy is transferred to the front side frame and the front subframe. Can be effectively absorbed is transmitted to. Moreover, since the bumper beam as a whole has a “D” shape or an inverted triangular shape when viewed from the front , even if the collision energy is input to the lower beam, the lower beam exhibits sufficient rigidity, thereby reducing the collision energy. Transmission to the front side frame and the front subframe can be ensured. In addition, when the host vehicle collides with another vehicle and a load is input from the bumper beam to the front side frame, the weak part provided at the front end of the front side frame easily collapses, so that the upper beam It is possible to prevent penetration into the center pillar.
また請求項2の構成によれば、自車両が他車両に側面衝突したとき、自車両のバンパービームのアッパービームおよびロアビームは車体前後方向の位置が概ね一致しているので他車両の側面にほぼ同時に衝突するが、ロアビームが他車両の高剛性のサイドシルに衝突してエネルギーを吸収することで、アッパービームが他車両の低剛性のドアやセンターピラーに貫入するのを防止することができる。 According to the second aspect of the present invention, when the host vehicle collides with another vehicle on the side, the upper beam and the lower beam of the bumper beam of the host vehicle substantially coincide with each other in the longitudinal direction of the vehicle body. Although colliding at the same time, the lower beam collides with the high-rigidity side sill of the other vehicle and absorbs energy, thereby preventing the upper beam from penetrating into the low-rigidity door or center pillar of the other vehicle.
また請求項3の構成によれば、自車両が他車両に側面衝突してバンパービームからフロントサイドフレームおよびフロントサブフレームに荷重が入力したとき、フロントサブフレームの前部よりも剛性が低いフロントサイドフレームの脆弱部が容易に圧壊することで、アッパービームが他車両のドアやセンターピラーに貫入するのを一層確実に防止することができる。 According to the third aspect of the present invention, when the host vehicle collides with another vehicle and a load is input from the bumper beam to the front side frame and the front subframe, the front side is lower in rigidity than the front portion of the front subframe. By easily crushing the weak part of the frame, it is possible to more reliably prevent the upper beam from penetrating into the door or center pillar of another vehicle.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1〜図6は本発明の第1の実施の形態を示すもので、図1は自動車の車体前部の骨格を示す斜視図、図2は図1の2方向矢視図、図3は図2の3方向矢視図、図4は他車両との側面衝突時の作用説明図(他車両の車高が低い場合)、図5他車両との側面衝突時の作用説明図(他車両の車高が高い場合)、図6他車両との正面衝突時の作用説明図である。 1 to 6 show a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a perspective view showing a skeleton of a front part of a vehicle body, FIG. 2 is a view in the direction of the arrow in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating an action at the time of a side collision with another vehicle (when the height of the other vehicle is low), FIG. 5 is an illustration of an action at the time of a side collision with another vehicle (another vehicle). FIG. 6 is an operation explanatory diagram at the time of a frontal collision with another vehicle.
図1〜図3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が配置される。またフロントサイドフレーム12,12の下方には、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ントサブフレーム13が配置される。フロントサブフレーム13は車体前後方向に延びる左右一対の縦部材14,14と、一対の縦部材14,14の前端間を車幅方向に連結する前部横部材15と、一対の縦部材14,14の後端間を車幅方向に連結する後部横部材(図示せず)とを備えて四角枠状に形成される。
As shown in FIGS. 1 to 3, left and right
バンパービーム16は、車幅方向に直線状に延びるアッパービーム17と、全体として下向きの円弧状に湾曲した左右一対のロアビーム18,18と、両ロアビーム18,18の下端後面に固定された連結ブラケット19とで構成される。各々のロアビーム18,18は、アッパービーム17の左右両端から車幅方向内側に向けて斜め下方に延び、それらの下端において相互に連なっている。本実施の形態では、左右一対のロアビーム18,18を一部材で構成される。しかして、バンパービーム16は正面視で横向きの「D」字状をなしている。
The
左右のフロントサイドフレーム12,12の前部に、別部材で構成された脆弱部12a,12aがボルト20…で結合されており、これらの脆弱部12a,12aの前端にバンパービーム16のアッパービーム17の両端がボルト21…で結合される。またバンパービーム16の下端後面の連結ブラケット19が、フロントサブフレーム13の前部横部材15の中央部にボルト22で結合される。
The
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。 Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
自車両が他車両に側面衝突する場合、自車両のバンパービーム16のアッパービーム17および一対のロアビーム18,18は車体前後方向の位置がほぼ等しいため、それらアッパービーム17およびロアビーム18,18は略同時に他車の側面に衝突する。
When the host vehicle collides with another vehicle in a side surface, the
図4に示すように、他車両が普通の乗用車であってサイドシル31の高さが比較的に低い場合には、自車両のバンパービーム16のロアビーム18,18の下端(連結ブラケット19の位置)が他車両のサイドシル31に衝突する。サイドシル31およびそれに接続するフロアフレーム32はドア33やセンターピラー34に比べて剛性が高く変形し難いため、サイドシル31から自車両のバンパービーム16のロアビーム18,18に入力された衝突エネルギーは連結ブラケット19から剛性の高いフロントサブフレーム13に伝達されて吸収される。
As shown in FIG. 4, when the other vehicle is an ordinary passenger car and the height of the
またバンパービーム16のアッパービーム17は他車両のドア33やセンターピラー34に衝突するが、サイドシル31と衝突するロアビーム18,18が衝突エネルギーを有効に吸収するので、アッパービーム17が他車両のドア33やセンターピラー34に貫入するの最小限に抑えることができる。しかもフロントサイドフレーム12,12の前部に設けた脆弱部12a,12aが衝突荷重で圧壊することで、アッパービーム17の貫入を更に効果的に防止することができる。
Further, the
図5に示すように、他車両がRV車のような高車高の車両であってサイドシル31が比較的に高い位置にある場合には、自車両のバンパービーム16のロアビーム18,18の中間部が他車両のサイドシル31に衝突する。この場合には、図4で説明した場合に比べてフロントサイドフレーム12,12に伝達される衝突エネルギーの比率が若干増加するが、前述と同様にバンパービーム16が受ける衝突荷重をフロントサブフレーム13およびフロントサイドフレーム12,12に伝達し、アッパービーム17が他車両のドア33やセンターピラー34に貫入するの最小限に抑えることができる。
As shown in FIG. 5, when the other vehicle is a high vehicle such as an RV vehicle and the
次に、自車両が他車両に対してオフセット状態で正面衝突する場合を考察する。図6(A)に示すように、自車両および他車両のラップ率が比較的に大きい場合には、自車両のバンパービーム16の一方のロアビーム18が、他車両のバンパービーム35の端部および一方のタイヤ36に衝突することで衝突の衝撃を吸収し、自車両のバンパービーム16および他車両のバンパービーム35がすり抜けて衝突被害が大きくなるのを防止することができる。
Next, consider the case where the host vehicle collides head-on with another vehicle in an offset state. As shown in FIG. 6A, when the lap ratio of the host vehicle and the other vehicle is relatively large, one of the
また図6(B)に示すように、自車両および他車両のラップ率が比較的に小さく、自車両のバンパービーム16の一方のロアビーム18が他車両のバンパービーム35に衝突しない場合でも、一方のロアビーム18が他車両のタイヤ36に衝突することで、自車両のバンパービーム16および他車両のバンパービーム35がすり抜けて衝突被害が大きくなるのを防止することができる。
Further, as shown in FIG. 6B, even if the lap ratio of the own vehicle and the other vehicle is relatively small and one of the
このように、アッパービーム17および一対のロアビーム18,18を組み合わせたバンパービーム16は上下方向の寸法が大きいため、他車両のサイドシル31の高さやバンパービーム35の高さが種々に異なっていても、そのサイドシル31やバンパービーム35に自車両のバンパービーム16を確実に衝突させて衝突エネルギーを吸収することができる。
As described above, the
しかもバンパービーム16は全体として横向きの「D」字状になっており、ロアビーム18,18の下端がフロントサブフレーム13の前端に結合されているため、そのロアビーム18,18の剛性は図8に示す従来のバンパービーム02の第2クロスメンバ04の剛性よりも遥かに高いものとなり、衝突時にロアビーム18,18が変形してすり抜けが発生する確率が大幅に低くなる。
In addition, the
またアッパービーム17をフロントサイドフレーム12,12の脆弱部12a,12aに結合するボルト21…と、連結ブラケット19をフロントサブフレーム13に結合するボルト22とを緩めるだけで、バンパービーム16をフロントサイドフレーム12,12およびフロントサブフレーム13から分離することができるので、軽衝突で損傷したバンパービーム16だけを簡単に交換することができる。
Further, the
またバンパービーム16の左右両端の下側にそれぞれ三角形状のスペース23,23(図3参照)が形成されるため、そのスペース23,23を利用してフォグライトやナイトビジョンシステムを配置することができる。
Also, since
次に、図7に基づいて本発明の第2の実施の形態を説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
第1の実施の形態のバンパービーム16のロアビーム18,18は全体として円弧状に形成されているが、第2の実施の形態のそれぞれのロアビーム18,18は直線状であり、従ってバンパービーム16は正面視で逆二等辺三角形状をなしている。
The
この第2の実施の形態によっても、上述した第1の実施の形態と同様の作用効果を達成することができる。 Also according to the second embodiment, it is possible to achieve the same operational effects as those of the first embodiment described above.
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。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、実施の形態では左右一対のロアビーム18,18が一部材で構成されているが、それらを別部材で構成して下端において結合しても良い。
For example, in the embodiment, the pair of left and right
12 フロントサイドフレーム
12a 脆弱部
13 フロントサブフレーム
15 前部横部材
16 バンパービーム
17 アッパービーム
18 ロアビーム
19 連結ブラケット
31 サイドシル
12 Front side frame
12a
15 Front
19
Claims (3)
前記アッパービーム(17)の両端は、車体前後方向に配置された一対のフロントサイドフレーム(12)の前端に設けられた脆弱部(12a)に結合され、前記一対のロアビーム(18)の下端は、前記フロントサイドフレーム(12)の下方に配置されたフロントサブフレーム(13)の前部横部材(15)の中央部に前後方向に延びる連結ブラケット(19)を介して結合されることを特徴とする自動車の前部車体構造。 An upper beam (17) that extends linearly in the vehicle width direction, and a pair of lower beams (18) that extend obliquely downward toward the inner side in the vehicle width direction from both ends of the upper beam (17) and whose lower ends are connected to each other. Comprising a bumper beam (16) having a "D" shape or an inverted triangular shape that is laterally viewed from the front ,
Both ends of the upper beam (17) are coupled to a fragile portion (12a) provided at the front end of a pair of front side frames (12) arranged in the longitudinal direction of the vehicle body, and the lower ends of the pair of lower beams (18) are The front sub-frame (13) disposed below the front side frame (12) is coupled to the center of the front lateral member (15) via a connecting bracket (19) extending in the front-rear direction. The front body structure of the car.
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