JP2008247267A - Impact-absorbing structure for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は車両の衝撃吸収構造に係り、特に最低地上高の高い車両のフロントバンパ下側に相手車両が潜り込む現象を防止するための衝撃吸収構造に関するものである。 The present invention relates to a shock absorbing structure for a vehicle, and more particularly, to a shock absorbing structure for preventing a counterpart vehicle from entering under a front bumper of a vehicle having a high minimum ground clearance.
SUV車等のように最低地上高の高い車両では、比較的フロントバンパが高い位置に設置されていることから、前突時に相手車両が自車のフロントバンパ下側に潜り込む現象が発生する場合があり、これを防止するための種々の対策が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
当該特許文献1の技術では、図4に示すように、車両の左右両側に配設されたフロントサイドメンバ101の前端を結合するフロントエンドクロスメンバ102を下方にオフセット配置し、前突時に相手車両をフロントエンドクロスメンバ102に衝突させて潜り込みの防止を図っている。
In the technique of
例えばフロントエンドクロスメンバ102は、プレス成形した2枚の鋼板を結合した閉断面構造をなしているが、上記特許文献1のものでは下方へのオフセット配置のために、左右方向に延設された本体102aの両側を上方に屈曲形成して構成されており、この屈曲部102bの上端がフロントサイドメンバ101に結合されている。
結果として、前突時の衝撃が入力されるフロントエンドクロスメンバ102の本体102aとフロントサイドメンバ101への結合箇所(屈曲部102bの上端)とが上下方向に離間しているため、衝撃が入力された本体102aがフロントサイドメンバ101との結合箇所を中心として後方に倒れ、結合箇所に応力が集中して早期に破断する場合があり、相手車両の潜り込みの防止、ひいては衝撃吸収作用の向上に関して改良の余地があった。
For example, the front
As a result, the impact is input because the
なお、破断を生じる結合箇所自体を補強する対策も考えられるが、応力が集中する結合箇所の破断を防止するには大幅な補強を要し、車両重量の増加やコスト高騰等の別の弊害を引き起こしてしまう。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、大幅な補強を要することなく前突時のフロントエンドクロスメンバの早期の破損を防止でき、これにより相手車両の潜り込みを確実に防止して十分な衝撃吸収作用を達成することができる車両の衝撃吸収構造を提供することにある。
Although measures to reinforce the joints that cause breakage are also conceivable, significant reinforcement is required to prevent breakage of joints where stress is concentrated, causing other adverse effects such as an increase in vehicle weight and cost increase. It will cause.
The present invention has been made in order to solve such problems, and the object of the present invention is to prevent early breakage of the front end cross member at the time of the front collision without requiring significant reinforcement. An object of the present invention is to provide a shock absorbing structure for a vehicle that can reliably prevent a partner vehicle from getting into the vehicle and achieve a sufficient shock absorbing action.
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、車幅方向に所定間隔をおいて配設され、それぞれ車両の前後方向に延設された一対のサイドメンバと、車幅方向に延設された本体の両端を上方に屈曲形成してなり、両屈曲部の上端がサイドメンバの前部にそれぞれ結合されたフロントエンドクロスメンバと、フロントエンドクロスメンバの後側で両サイドメンバ間に配設されて、車幅方向両側をサイドメンバにそれぞれ結合されて前輪のサスペンション機構を支持するサスペンションメンバと、車幅方向の両側においてフロントエンドクロスメンバの本体とサスペンションメンバとを相互に連結する一対の連結部材とを備えたものである。
In order to achieve the above object, the invention of
前突時において相手車両が自車のフロントバンパ下側に潜り込むときに、相手車両はフロントエンドクロスメンバの本体に衝突し、衝突時の入力は、本体から左右の屈曲部を介してサイドメンバに伝達されだけでなく、本体から左右の連結部材を介してサスペンションメンバに伝達され、さらにサスペンションメンバから左右のサイドメンバに伝達される。結果として、フロントエンドクロスメンバの本体は左右の連結部材によって後方から支持されて後方への倒れが規制され、倒れに伴うサイドメンバとの結合箇所の早期の破断が未然に防止されることから、フロントエンドクロスメンバにより相手車両の潜り込みが確実に防止される。 When the opponent vehicle enters the lower side of the front bumper of the own vehicle at the time of the front collision, the opponent vehicle collides with the main body of the front end cross member, and the input at the time of collision is input from the main body to the side member via the left and right bent parts. In addition to being transmitted, it is transmitted from the main body to the suspension member via the left and right connecting members, and further transmitted from the suspension member to the left and right side members. As a result, the main body of the front end cross member is supported from the rear by the left and right connecting members and the rearward fall is regulated, and the early breakage of the joint portion with the side member accompanying the fall is prevented in advance. The front end cross member reliably prevents the opponent vehicle from getting into the vehicle.
また、フロントエンドクロスメンバとサイドメンバとの結合箇所を補強する必要がなくなるため、補強に伴う重量及びコスト増加が未然に防止される。
請求項2の発明は、請求項1において、フロントエンドクロスメンバの本体に対する連結部材の結合箇所、及びサスペンションメンバに対する連結部材の結合箇所が、車幅方向及び上下方向に略対応するものである。
In addition, since it is not necessary to reinforce the connecting portion between the front end cross member and the side member, an increase in weight and cost associated with reinforcement is prevented.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the connecting position of the connecting member to the main body of the front end cross member and the connecting position of the connecting member to the suspension member substantially correspond to the vehicle width direction and the vertical direction.
従って、各連結部材は前後方向、換言すれば前突時の衝撃の入力方向に沿って配設されるため、前突時の連結部材はほとんど曲げ荷重を受けることなく、圧縮荷重を受けながらサスペンションメンバに入力を伝達する。結果として連結部材は力学的に有利に配置されて入力伝達時の負担が軽減されるため、連結部材の重量及び製造コストを低減可能となる。 Accordingly, each connecting member is arranged in the front-rear direction, in other words, along the input direction of the impact at the time of the front collision, so that the connection member at the time of the front collision hardly receives a bending load, and receives a compression load. Communicate input to members. As a result, since the connecting member is arranged mechanically advantageously and the burden at the time of input transmission is reduced, the weight and manufacturing cost of the connecting member can be reduced.
請求項3の発明は、請求項1または2において、連結部材が、フロントエンドクロスメンバの本体及びサスペンションメンバに対してそれぞれ脱着自在に結合されたものである。
従って、生産ラインでの連結部材の組付けの有無に応じて、本発明の適用車両と非適用車両とを任意に製造し分けることができ、双方の車種でのフロントエンドクロスメンバ及びサスペンションメンバの共用化が可能となる。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the connecting member is detachably coupled to the main body and the suspension member of the front end cross member.
Therefore, according to whether or not the connecting member is assembled on the production line, the applicable vehicle and the non-applicable vehicle of the present invention can be arbitrarily manufactured and separated, and the front end cross member and the suspension member of both vehicle types can be manufactured. Sharing is possible.
以上説明したように請求項1の発明の車両の衝撃吸収構造によれば、大幅な補強を要することなく前突時のフロントエンドクロスメンバの早期の破損を防止でき、これにより相手車両の潜り込みを確実に防止して十分な衝撃吸収作用を達成することができる。
請求項2の発明の車両の衝撃吸収構造によれば、請求項1に加えて、連結部材を力学的に有利な配置として入力伝達時の負担を軽減し、もって連結部材の重量及び製造コストを低減することができる。
As described above, according to the shock absorbing structure for a vehicle of the first aspect of the present invention, it is possible to prevent the front end cross member from being damaged at the time of a front collision without requiring significant reinforcement, thereby preventing the other vehicle from getting into the vehicle. It can be surely prevented and a sufficient shock absorbing action can be achieved.
According to the impact absorbing structure for a vehicle of the invention of
請求項3の発明の車両の衝撃吸収構造によれば、請求項1または2に加えて、本発明の適用車両と非適用車両とでフロントエンドクロスメンバ及びサスペンションメンバを共用化し、一層のコスト低減を達成することができる。
According to the vehicle shock absorbing structure of the invention of
以下、本発明をSUV車の衝撃吸収構造に適用した一実施形態を説明する。
図1は本発明の衝撃吸収構造が適用された車両の前部を示す斜視図、図2は同じく衝撃吸収構造のロッドを示す分解斜視図、図3は車両左側から見た前突時のロッドの作用を示す説明図である。なお、各図は主に車体構造材の相互関係を示しており、フロントフェンダー、ドア、ボンネット等の外装材は省略されている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an impact absorbing structure of an SUV vehicle will be described.
FIG. 1 is a perspective view showing a front portion of a vehicle to which the shock absorbing structure of the present invention is applied. FIG. 2 is an exploded perspective view showing a rod having the same shock absorbing structure. FIG. It is explanatory drawing which shows the effect | action of. In addition, each figure has mainly shown the mutual relationship of the vehicle body structural material, and exterior materials, such as a front fender, a door, and a bonnet, are abbreviate | omitted.
車両の前部には、左右方向(車幅方向)に所定間隔をおいて一対のフロントサイドメンバ1が配設されている。両フロントサイドメンバ1は閉断面構造をなして車両後方に延設され、図示はしないが、フロントサイドメンバ1の後端はフロア下面に設けられたサイドメンバに連続している。左右のフロントサイドメンバ1間には、車両のフロントサスペンション機構3を支持するためのサスペンションメンバ2が配設されている。図3に示すように、サスペンションメンバ2の前部左右両側には前部マウント部2aが上方に延設され、サスペンションメンバ2の後部左右両側には後部マウント部2bが設けられ、これらのマウント部2a,2bによりサスペンションメンバ2はフロントサイドメンバ1の下側に結合されている。
A pair of
サスペンションメンバ2は、所定形状にプレス成形した2枚の素材を上下に重ね合わせて周囲をスポット溶接により接合した閉断面構造をなし、車両走行時に前輪H(図3に示す)からフロントサスペンション機構3を介して伝達される入力等に耐え得る十分な強度及び剛性が確保されている。サスペンションメンバ2の左右両側には、フロントサスペンション機構3を構成するロアアーム4の基端が揺動可能に連結され、ロアアーム4の先端にはナックル5の下部が連結されている。ナックル5の上部にはスプリング6及びショックアブソーバ7を備えたストラット8の下端が連結され、図示はしないが、ストラット8の上端は車体側と連結されている。ナックル5にはハブ9が回転可能に支持され、ハブ9には前輪Hが装着されている。詳細はしないが、ナックル5は図示しないステアリング機構及びステアリングシャフトを介して車室内のステアリングと連結され、運転者の操舵に応じてステアリング機構を介してナックルが回動操作され、これにより前輪の操舵が行われる。
The
サスペンションメンバ2の前方には、フロントエンドクロスメンバ10が配設されている。フロントエンドクロスメンバ10の本体10aは左右方向に直線状をなすように延設され、本体10aの両側には上方に屈曲した屈曲部10bが形成されている。図2に示すようにフロントエンドクロスメンバ10は、予め本体10a及び左右の屈曲部10bと対応する形状にプレス成形したアッパプレート11及びロアプレート12を上下に重ね合わせて、両プレート11,12の周囲をスポット溶接により相互に接合した閉断面構造をなしている。
A front
フロントエンドクロスメンバ10の両屈曲部10bの上端は、左右のフロントサイドメンバ1の前端に対してスポット溶接により結合されている。これによりフロントエンドクロスメンバ10は、フロントサイドメンバ1の前端に対して本体10aを下方にオフセット配置されることになり、結果として図3に示すように、本体10aは車両のフロントバンパ13より下側かつ若干後方に退避して位置し、この本体10aの上下位置はサスペンションメンバ2の上下位置と略対応している。
The upper ends of both
なお、フロントエンドクロスメンバ10の構成はこれに限ることはなく任意に変更可能であり、例えば閉断面構造とすることなく、アルミ製の板材の両端を上方に屈曲形成して製作してもよい。
サスペンションメンバ2の上方にはエンジンルームEが形成され、エンジンルームE内に配設されたエンジン及び変速機は、左右のフロントサイドメンバ1上にエンジンマウントを介して支持されている。フロントエンドクロスメンバ10とサスペンションメンバ2との間にはセンタメンバ14が配設され、このセンタメンバ14も、所定形状にプレス成形した2枚の素材を上下に重ね合わせて周囲をスポット溶接で接合した閉断面構造をなしている。センタメンバ14の後端はサスペンションメンバ2の前縁の左右方向略中央にスポット溶接で結合され、センタメンバ14の前端はフロントエンドクロスメンバ10の左右方向略中央にスポット溶接で結合されている。センタメンバ14上には図示しないロールマウントが取り付けられ、センタメンバ14はロールマウントを介してエンジン側と連結されて、トルク反力によるエンジン及び変速機の傾動を規制する役割を果たす。
The configuration of the front
An engine room E is formed above the
フロントエンドクロスメンバ10の本体10aの左右両側においてロアプレート12の上面(クロスメンバ10内)にはナット15が溶接され、このナット15の雌ねじ部は、ロアプレート12に貫設された図示しない透孔を介して下方に開口している。サスペンションメンバ2の前縁には、フロントエンドクロスメンバ10の両ナット15と対応する左右位置に鋼板を折曲形成したブラケット16がそれぞれ溶接され、これらのブラケット16は所定間隔をおいて相対向する一対の連結片16aを備えた凹状をなし、各連結片16aには透孔16bが貫設されている。
A
上記センタメンバ14の左右両側にはロッド17(連結部材)が配設され、両ロッド17は断面四角状をなして前後方向に延設されている。これらのロッド17の前端には上下方向にボルト孔17aが貫設され、このボルト孔17aを介して下方よりボルト18がナット15に螺合してロッド17の前端をフロントエンドクロスメンバ10の下面に締結している。また、両ロッド17の後端はブラケット16の連結片16aの間に配置されて左右方向にボルト孔17bが貫設され、ボルト孔17b及び連結片16aの透孔16bを介してボルト19が図示しないナットと螺合してロッド17の後端をブラケット16に締結している。
Rods 17 (connection members) are disposed on the left and right sides of the
各ロッド17は軸方向、即ち前後方向の入力に対して十分な強度及び剛性が確保されており、上記のようにサスペンションメンバ2も十分な強度及び剛性を有していることから、結果としてフロントエンドクロスメンバ10の左右両側は、ロッド17及びサスペンションメンバ2を介して左右のフロントサイドメンバ1に対して強固に結合されている。そして、フロントエンドクロスメンバ10のナット15とサスペンションメンバ2のブラケット16とが左右方向に略対応すると共に、フロントエンドクロスメンバ10の本体10aがサスペンションメンバ2と上下方向に略対応していることから、ナット15とブラケット16は上下方向にも略対応しており、結果として各ロッド17は前後方向に沿って配設されている。
Each
本実施形態の車両の衝撃吸収構造は以上のように構成されており、次に車両前突時の入力の伝達状況について説明する。
例えば一般乗用車を相手車両とした前突時には、図3に矢印Aで示すように、相手車両が自車のフロントバンパ13下側に潜り込む現象が発生する。このときの相手車両は自車のフロントバンパ13の下側に位置するフロントエンドクロスメンバ10の本体10aに衝突し、衝突時の入力は、本体10aから左右の屈曲部10bを介してフロントサイドメンバ1に伝達されだけでなく、本体10aから左右のロッド17を介してサスペンションメンバ2に伝達され、さらにサスペンションメンバ2から左右のフロントサイドメンバ1に伝達される。結果として、フロントエンドクロスメンバ10の本体10aは左右のロッド17によって後方から支持され、フロントサイドメンバ1との結合箇所(屈曲部10bの上端)だけでは耐えられない衝撃が本体10aに入力されたときでも、後方からのロッド17の支持により本体10aの後方への倒れが規制され、倒れに伴うフロントサイドメンバ1との結合箇所の早期の破断が未然に防止される。よって、フロントエンドクロスメンバ10により相手車両の潜り込みを防止して、十分な衝撃吸収作用を達成することができる。
The vehicle impact absorbing structure of the present embodiment is configured as described above. Next, the input transmission state at the time of a vehicle front collision will be described.
For example, at the time of a frontal collision with a general passenger car as an opponent vehicle, as shown by an arrow A in FIG. 3, a phenomenon occurs in which the opponent vehicle sinks below the
また、前突の形態としてはオフセット衝突もあり得るが、フロントエンドクロスメンバ10の左右両側をロッド17によりサスペンションメンバ2に連結しているため、このオフセット衝突時でも、何れか一方のロッド17を介したサスペンションメンバ2への入力伝達が支障なく行われ、上記と全く同様の作用効果を得ることができる。
一方、[発明が解決しようとする課題]で述べたように、フロントサイドメンバ1への結合箇所を補強するには大幅な重量及びコスト増加を要するが、この対策に比較して、本発明ではロッド17等の追加に伴う僅かの重量及びコスト増加で実施可能である。即ち、上記説明から明らかなようにロッド17は入力をサスペンションメンバ2に伝達する機能を果たせばよく、例えばフロントサイドメンバ1やフロントエンドクロスメンバ10と協調して車両前部にフレームを形成する一般的な車体構造材とは明確に相違する。この相違によりロッド17は車体構造材より遥かに華奢なものでも上記作用効果を十分に発揮でき、結果としてフロントサイドメンバ1との結合箇所の補強と比較しても重量及びコスト増加が格段に少ないため、車両重量の増加及びコスト高騰を最小限に抑制することができる。
In addition, although there may be an offset collision as a form of the front collision, since both the left and right sides of the front
On the other hand, as described in [Problems to be Solved by the Invention], a significant increase in weight and cost is required to reinforce the connecting portion to the
加えて、フロントエンドクロスメンバ10のナット15とサスペンションメンバ2のブラケット16との上下方向及び左右方向の位置関係により、各ロッド17が前後方向、換言すれば前突時の衝撃の入力方向に沿って配設されているため、前突時のロッド17はほとんど曲げ荷重を受けることなく、圧縮荷重を受けながらサスペンションメンバ2に入力を伝達する。このようにロッド17を力学的に有利な配置として入力伝達時の負担を軽減していることも、ロッド17の重量及びコストの低減に貢献している。
In addition, depending on the positional relationship between the
また、本実施形態では、フロントエンドクロスメンバ10及びサスペンションメンバ2に対してロッド17の両端をボルト18,19により脱着自在に構成しているため、生産ラインでのロッド17の組付けの有無に応じて、本発明の適用車両と非適用車両とを任意に製造し分けることができる。よって、双方の車種でフロントエンドクロスメンバ10及びサスペンションメンバ2を共用化できるという効果が得られる。
In the present embodiment, both ends of the
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態ではSUV車の衝撃吸収構造に適用したが、最低地上高が高くて相手車両の潜り込みの可能性がある車両であればSUV車に限る必要はなく、例えばトラック等の産業車両に適用してもよい。
また、上記実施形態ではロッド17の両端をボルト18,19により脱着可能に構成したが、これに限ることはなく、例えばフロントエンドクロスメンバ10やサスペンションメンバ2に対してロッド17の両端を溶接してもよい。
This is the end of the description of the embodiment, but the aspect of the present invention is not limited to this embodiment. For example, in the above embodiment, the present invention is applied to the shock absorbing structure of an SUV vehicle. However, the vehicle is not limited to an SUV vehicle as long as the vehicle has a high minimum ground clearance and a partner vehicle may be submerged. For example, an industrial vehicle such as a truck. You may apply to.
In the above embodiment, both ends of the
また、上記実施形態では断面四角状のロッド17を用いたが、ロッド17の形状はこれに限らず、例えばパイプ状の素材を所定寸法に切断してロッド17として用いてもよい。
また、上記実施形態ではロールマウントを支持するためのセンタメンバ14を備えたが、ロールマウントが不要の車種では、このロールマウントと共にセンタメンバ14を省略してもよい。
In the above embodiment, the
Moreover, although the
1 フロントサイドメンバ
2 サスペンションメンバ
3 フロントサスペンション機構
10 フロントエンドクロスメンバ
10a 本体
10b 屈曲部
17 ロッド(連結部材)
H 前輪
DESCRIPTION OF
H front wheel
Claims (3)
車幅方向に延設された本体の両端を上方に屈曲形成してなり、両屈曲部の上端が上記サイドメンバの前部にそれぞれ結合されたフロントエンドクロスメンバと、
上記フロントエンドクロスメンバの後側で上記両サイドメンバ間に配設されて、車幅方向両側を上記サイドメンバにそれぞれ結合されて前輪のサスペンション機構を支持するサスペンションメンバと、
車幅方向の両側において上記フロントエンドクロスメンバの本体と上記サスペンションメンバとを相互に連結する一対の連結部材と
を備えたことを特徴とする車両の衝撃吸収構造。 A pair of side members disposed at predetermined intervals in the vehicle width direction and extending in the longitudinal direction of the vehicle,
A front end cross member formed by bending both ends of the main body extending in the vehicle width direction upward, the upper ends of both bent portions being respectively coupled to the front portion of the side member;
A suspension member disposed between the side members on the rear side of the front end cross member, and coupled to the side members on both sides in the vehicle width direction to support the suspension mechanism of the front wheels;
A vehicle impact absorbing structure comprising: a pair of connecting members for connecting the main body of the front end cross member and the suspension member to each other on both sides in the vehicle width direction.
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