JP2020189576A - Vehicle front part structure - Google Patents

Abstract

To effectively hinder impact load in a frame vehicle.SOLUTION: A vehicle front part structure 100 comprises: a frame 10; a vehicle cabin 120 mounted on a vehicle upper side of the frame 10; an upper member 30 extending on the vehicle upper side of the frame 10 and toward a vehicle front from a front pillar 22 disposed at each end, in a vehicle width direction, of a front of the vehicle cabin 120. The upper member 30 curves toward a vehicle lower side as it extends in a vehicle forward direction, and an upper crush box 36 is mounted on a front-end part 32 of the upper member 30.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、車両前部構造、特に、車室の前方に配置されたアッパメンバの構造に関する。 The present invention relates to a vehicle front structure, particularly a structure of an upper member arranged in front of the vehicle interior.

車両駆動機構が搭載されるフレームの車両上側に車室が取付けられたフレーム車が多く用いられている。このようなフレーム車において、フレームの前端と車室の前端とに衝撃吸収部材を配置して衝突時の衝撃を吸収する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 A frame vehicle in which a passenger compartment is mounted on the upper side of the frame on which the vehicle drive mechanism is mounted is often used. In such a frame vehicle, a structure has been proposed in which shock absorbing members are arranged at the front end of the frame and the front end of the vehicle interior to absorb the impact at the time of a collision (see, for example, Patent Document 1).

特開２００１−１６３２５０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-163250

ところで、近年、フレーム車において衝撃荷重をより低減することが求められている。特許文献１に記載された構造では、フレームや車室の前端に設けられた衝撃吸収部材により衝突初期の衝撃荷重の立ち上がりを抑制することができるが、衝突後期については考慮されておらず、衝撃荷重を効果的に抑制することは難しかった。 By the way, in recent years, it has been required to further reduce the impact load in a frame vehicle. In the structure described in Patent Document 1, the shock absorbing member provided at the front end of the frame or the vehicle interior can suppress the rise of the shock load at the initial stage of the collision, but the latter stage of the collision is not considered and the shock is impacted. It was difficult to effectively control the load.

そこで、本発明は、フレーム車において前突時の衝撃荷重を効果的に抑制することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to effectively suppress the impact load at the time of a front collision in a frame vehicle.

本発明の車両前部構造は、車両駆動機構が搭載されるフレームと、前記フレームの車両上側に取付けられた車室と、前記フレームの車両上側で、前記車室の車両幅方向両端に配置されたフロントピラーから車両前方に向かって延びるアッパメンバと、を備える車両前部構造であって、前記アッパメンバは、車両前方に向かうにつれて車両下側に湾曲し、前記アッパメンバの前端部にアッパクラッシュボックスが取付けられていること、を特徴とする。 The vehicle front structure of the present invention is arranged at both ends in the vehicle width direction of the frame on which the vehicle drive mechanism is mounted, the vehicle interior attached to the vehicle upper side of the frame, and the vehicle upper side of the frame. It is a vehicle front structure including an upper member extending from the front pillar toward the front of the vehicle, and the upper member is curved downward toward the front of the vehicle, and an upper crash box is attached to the front end of the upper member. It is characterized by being done.

この構成により、アッパクラッシュボックスにより衝撃荷重を吸収した後、アッパメンバが車両上方向に折れ曲がることによりさらに衝撃荷重を吸収するので、前突時の衝撃荷重を効果的に抑制することができる。 With this configuration, after the impact load is absorbed by the upper crash box, the upper member bends upward in the vehicle to further absorb the impact load, so that the impact load at the time of a front collision can be effectively suppressed.

本発明は、フレーム車において衝撃荷重を効果的に抑制することができる。 The present invention can effectively suppress the impact load in the frame car.

実施形態の車両前部構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the vehicle front structure of embodiment. 実施形態の車両前部構造の側面図である。It is a side view of the vehicle front structure of an embodiment. 実施形態の車両前部構造を備えるフレーム車が前突した際の初期状態を示す側面図である。It is a side view which shows the initial state at the time of the front collision of the frame vehicle provided with the vehicle front structure of the embodiment. 実施形態の車両前部構造を備えるフレーム車が前突した際の衝突中期の状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state of the middle stage of a collision when the frame vehicle provided with the vehicle front structure of an embodiment collides forward. 実施形態の車両前部構造を備えるフレーム車が前突した際の衝突後期のアッパメンバの変形状態を示す側面図である。It is a side view which shows the deformed state of the upper member in the latter stage of a collision when the frame vehicle provided with the vehicle front structure of an embodiment collides forward. 実施形態の車両前部構造を備えるフレーム車が前突した際の衝突終期のアッパメンバの変形状態を示す側面図である。It is a side view which shows the deformed state of the upper member at the end of a collision when the frame vehicle provided with the vehicle front structure of an embodiment collides forward. 実施形態の車両前部構造を備えるフレーム車が前突した際のアッパメンバに入力される衝撃荷重Ｆの変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the impact load F input to the upper member when the frame vehicle provided with the vehicle front structure of the embodiment collides forward.

以下、図面を参照しながら実施形態の車両前部構造１００について説明する。各図に示す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＲＨは、車両の前方向（進行方向）、上方向、右方向をそれぞれ示している。また、各矢印ＦＲ、ＵＰ、ＲＨの反対方向は、車両後方向、下方向、左方向を示す。以下、単に前後、左右、上下の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両左右方向（車両幅方向）の左右、車両上下方向の上下を示すものとする。 Hereinafter, the vehicle front structure 100 of the embodiment will be described with reference to the drawings. The arrows FR, UP, and RH shown in each figure indicate the front direction (traveling direction), the upward direction, and the right direction of the vehicle, respectively. Further, the opposite directions of the arrows FR, UP, and RH indicate the vehicle rear direction, the downward direction, and the left direction. Hereinafter, when the explanation is simply made using the front-rear, left-right, and up-down directions, unless otherwise specified, the front-rear direction of the vehicle front-rear direction, the left-right direction of the vehicle left-right direction (vehicle width direction), and the up-down direction of the vehicle up-down direction are shown. To do.

図１，２に示すように、車両前部構造１００は、フレーム１０と、フレーム１０の車両上側に取付けられた車室１２０と、車室１２０のフロントピラー２２から車両前方に延びるアッパメンバ３０と、アッパメンバ３０の前端部３２に取付けられたアッパクラッシュボックス３６とを含む。 As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle front structure 100 includes a frame 10, a vehicle compartment 120 attached to the upper side of the vehicle of the frame 10, and an upper member 30 extending forward from the front pillar 22 of the vehicle compartment 120. It includes an upper crash box 36 attached to the front end portion 32 of the upper member 30.

フレーム１０は、車両幅方向外側で車両前後方向に延びる左右一対のサイドフレーム１１と、サイドフレーム１１を車両幅方向に接続するクロス部材１２，１３で構成されている。サイドフレーム１１の前端部分は、これより後方の部分に比して強度の低いクラッシュボックス１６として構成される。左右のクラッシュボックス１６の間には、車両幅方向に延びるバンパリーンフォース４０が接続されている。 The frame 10 is composed of a pair of left and right side frames 11 extending in the vehicle front-rear direction on the outside in the vehicle width direction, and cross members 12 and 13 connecting the side frames 11 in the vehicle width direction. The front end portion of the side frame 11 is configured as a crash box 16 having a lower strength than the rear end portion thereof. A bumper force 40 extending in the vehicle width direction is connected between the left and right crash boxes 16.

左右のサイドフレーム１１のクロス部材１２，１３の間の車両幅方向外側には、それぞれ前輪の懸架装置が取付けられる懸架装置受座１７が取付けられている。クロス部材１２，１３の上側には、エンジン、モータ等の車両駆動機構１８（図２参照）が搭載される。また、左右のサイドフレーム１１の車室１２０の前端部分の下側には、車両幅方向外側の面に車両幅方向外側に向かって張り出したマウント取付け座１４が取り付けられている。マウント取付け座１４には車室１２０が搭載されるボデーマウント１５が取付けられている。 Suspension device receiving seats 17 to which suspension devices for front wheels are mounted are attached to the outside in the vehicle width direction between the cross members 12 and 13 of the left and right side frames 11. A vehicle drive mechanism 18 (see FIG. 2) such as an engine and a motor is mounted on the upper side of the cross members 12 and 13. Further, on the lower side of the front end portion of the vehicle interior 120 of the left and right side frames 11, mount mounting seats 14 projecting outward in the vehicle width direction are attached to the outer surface in the vehicle width direction. A body mount 15 on which the passenger compartment 120 is mounted is attached to the mount mounting seat 14.

車室１２０はダッシュパネル２１の車両後方側の面と、床面を構成するフロアパネル２３と、図示しない側面、ルーフで囲まれて、乗員が搭乗する空間である。車室１２０は、フレーム１０のマウント取付け座１４に取付けられたボデーマウント１５の上に搭載されている。車室１２０の前方の車両幅方向両端には、強度部材であるフロントピラー２２が配置されている。 The passenger compartment 120 is a space for passengers to board, surrounded by a surface of the dash panel 21 on the rear side of the vehicle, a floor panel 23 constituting the floor surface, a side surface (not shown), and a roof. The passenger compartment 120 is mounted on the body mount 15 mounted on the mount mounting seat 14 of the frame 10. Front pillars 22 which are strength members are arranged at both ends in the vehicle width direction in front of the passenger compartment 120.

図２に示すように、左右一対のアッパメンバ３０は、後端部３１が左右のフロントピラー２２の車両前方側に取付けられて、フレーム１０の車両上側で、左右のフロントピラー２２から車両前方に延びる強度部材である。アッパメンバ３０は、略四角い閉断面構造部材であり、上面３３は後端部３１から車両前方に向かってやや車両下側に傾斜した平面となっており、下面３４は、車両前方に向かうにつれて車両下側に湾曲する湾曲面となっている。このように、アッパメンバ３０は、全体的に車両前方に向かうにつれて車両下側に湾曲した形状となっている。前端部３２は、車両下側に向かって湾曲した下面３４に接続するように車両前方に突出している。従って、前端部３２は、後端部３１よりも高さｈだけ車両下側となっている。 As shown in FIG. 2, in the pair of left and right upper members 30, the rear end portions 31 are attached to the front side of the vehicle of the left and right front pillars 22, and extend from the left and right front pillars 22 to the front of the vehicle on the upper side of the vehicle of the frame 10. It is a strength member. The upper member 30 is a substantially square closed cross-section structural member, the upper surface 33 is a flat surface slightly inclined downward from the rear end portion 31 toward the front of the vehicle, and the lower surface 34 is below the vehicle toward the front of the vehicle. It is a curved surface that curves to the side. As described above, the upper member 30 has a shape curved downward toward the front of the vehicle as a whole. The front end portion 32 projects forward of the vehicle so as to connect to the lower surface 34 that is curved toward the lower side of the vehicle. Therefore, the front end portion 32 is lower than the rear end portion 31 by a height h below the vehicle.

アッパメンバ３０の高さは、後端部３１と前端部３２とが高く、後端部３１と前端部３２との車両前後方向中央の中央部３７の高さが一番低くなっている。従って、アッパメンバ３０は中央部３７の曲げ剛性が一番小さく、後端部３１、前端部３２の曲げ剛性は中央部３７よりも大きくなっている。また、中央部３７と前端部３２との間には、アッパメンバ３０の重量を低減するための穴３５が設けられている。 The height of the upper member 30 is high at the rear end portion 31 and the front end portion 32, and the height of the central portion 37 at the center of the rear end portion 31 and the front end portion 32 in the front-rear direction of the vehicle is the lowest. Therefore, the upper member 30 has the smallest bending rigidity of the central portion 37, and the bending rigidity of the rear end portion 31 and the front end portion 32 is larger than that of the central portion 37. Further, a hole 35 for reducing the weight of the upper member 30 is provided between the central portion 37 and the front end portion 32.

前端部３２には車両前方に向かって突出するアッパクラッシュボックス３６が取付けられている。アッパクラッシュボックス３６は、例えば、蛇腹構造、あるいは外面にビードを配置した構造で、アッパメンバ３０の車両前後方向の剛性よりも剛性が小さく、圧縮荷重が加わると車両前後方向に潰れて衝撃荷重Ｆを吸収する衝撃荷重Ｆ吸収部材である。 An upper crash box 36 that projects toward the front of the vehicle is attached to the front end portion 32. The upper crash box 36 has, for example, a bellows structure or a structure in which beads are arranged on the outer surface, and the rigidity is smaller than the rigidity of the upper member 30 in the vehicle front-rear direction. When a compressive load is applied, the upper member 30 collapses in the vehicle front-rear direction to apply an impact load F. It is an impact load F absorbing member that absorbs.

図１に戻って、左右のアッパメンバ３０の各前端部３２は、クロス部材３９で車両幅方向に接続されている。また、左右のアッパメンバ３０の上面３３の車両前方部分もクロス部材３８で接続されている。また、左右のアッパメンバ３０の後端部３１の間には、車両幅方向にダッシュパネル２１が接続されている。左右のアッパメンバ３０と、車両前方のクロス部材３８，３９と、ダッシュパネル２１の車両前方側の面とは、エンジン等が搭載される空間であるフロントコンパートメント１１０の周囲を囲っている。 Returning to FIG. 1, each front end portion 32 of the left and right upper members 30 is connected by a cross member 39 in the vehicle width direction. Further, the front portion of the vehicle on the upper surface 33 of the left and right upper members 30 is also connected by the cross member 38. Further, a dash panel 21 is connected in the vehicle width direction between the rear end portions 31 of the left and right upper members 30. The left and right upper members 30, the cross members 38 and 39 in front of the vehicle, and the surface of the dash panel 21 on the front side of the vehicle surround the front compartment 110, which is a space in which an engine or the like is mounted.

次に、図３〜７を参照しながら実施形態の車両前部構造１００を備える車両が前突（フルラップ衝突）した場合の各部の変形について説明する。なお、図５，６では、フレーム１０の図示を省略する。前突（フルラップ衝突）は、車両が正面から障害物に衝突するもので、試験ではバリア８０に車両を正面衝突させる。 Next, with reference to FIGS. 3 to 7, deformation of each part when a vehicle having the vehicle front structure 100 of the embodiment collides with the front (full lap collision) will be described. In FIGS. 5 and 6, the frame 10 is not shown. A head-on collision (full-wrap collision) is a vehicle that collides with an obstacle from the front, and in the test, the vehicle collides head-on with the barrier 80.

図３に示すように、前突の初期状態では、フレーム１０の先端に取付けられたバンパリーンフォース４０がバリア８０に接触する。衝撃荷重Ｆは、バンパリーンフォース４０からサイドフレーム１１の前方に形成されたクラッシュボックス１６に伝達される。そして、図４に示すように、衝突中期には衝撃荷重Ｆによりクラッシュボックス１６がつぶれて衝撃荷重Ｆを吸収する。 As shown in FIG. 3, in the initial state of the front collision, the bumper force 40 attached to the tip of the frame 10 comes into contact with the barrier 80. The impact load F is transmitted from the bumper force 40 to the crash box 16 formed in front of the side frame 11. Then, as shown in FIG. 4, the crash box 16 is crushed by the impact load F in the middle of the collision to absorb the impact load F.

衝突後期になると、クラッシュボックス１６が潰れると共に、サイドフレーム１１が屈曲変形し、図７に示す距離Ａだけバリア８０が侵入するとバリア８０がアッパクラッシュボックス３６に接する。そして、図７に示す区間ａの間にアッパクラッシュボックス３６に衝撃荷重Ｆが入力され、バリア８０の侵入距離が距離Ｂとなるとアッパクラッシュボックス３６が車両前後方向に潰れ始める。そして、図７に示す区間ｂの間にアッパクラッシュボックス３６が潰れる。 In the latter stage of the collision, the crash box 16 is crushed and the side frame 11 is bent and deformed, and when the barrier 80 invades by the distance A shown in FIG. 7, the barrier 80 comes into contact with the upper crash box 36. Then, when the impact load F is input to the upper crash box 36 during the section a shown in FIG. 7 and the penetration distance of the barrier 80 becomes the distance B, the upper crash box 36 begins to collapse in the vehicle front-rear direction. Then, the upper crash box 36 collapses during the section b shown in FIG. 7.

衝突後期において、バリア８０の侵入距離が図７に示す距離Ｃになると図５に示すようにアッパクラッシュボックス３６が潰れ切り、衝撃荷重Ｆがアッパメンバ３０の前端部３２に入力される。これにより、図７の区間ｃに示すようにアッパメンバ３０に入力される衝撃荷重Ｆは上昇しだす。アッパメンバ３０の前端部３２は、後端部３１に対して車両下側に高さｈだけずれている。このため、アッパメンバ３０には、図５に示すように反時計周り方向のモーメントＭが加わりだす。 In the latter stage of the collision, when the penetration distance of the barrier 80 becomes the distance C shown in FIG. 7, the upper crash box 36 is completely crushed as shown in FIG. 5, and the impact load F is input to the front end portion 32 of the upper member 30. As a result, the impact load F input to the upper member 30 begins to rise as shown in the section c of FIG. The front end portion 32 of the upper member 30 is displaced downward by the height h from the rear end portion 31. Therefore, as shown in FIG. 5, a moment M in the counterclockwise direction is applied to the upper member 30.

このモーメントＭは、曲げ剛性の一番小さい中央部３７に集中し、衝突終期において図７に示す距離Ｄまでバリア８０が侵入すると、図６に示すようにアッパメンバ３０は中央部３７で上方向に折れ曲がる。すると、図７の区間ｄに示すように、アッパメンバ３０に加わる衝撃荷重Ｆが低下する。 This moment M is concentrated in the central portion 37 having the smallest bending rigidity, and when the barrier 80 penetrates to the distance D shown in FIG. 7 at the end of the collision, the upper member 30 moves upward at the central portion 37 as shown in FIG. It bends. Then, as shown in the section d of FIG. 7, the impact load F applied to the upper member 30 decreases.

以上、説明したように、実施形態の車両前部構造１００は、衝突の中期から後期ではアッパクラッシュボックス３６により衝撃荷重Ｆを吸収し、その後の衝突終期においてはアッパメンバ３０が車両上方向に折れ曲がることによりさらに衝撃荷重Ｆを吸収するので、前突時の衝撃荷重Ｆを効果的に抑制することができる。 As described above, in the vehicle front structure 100 of the embodiment, the impact load F is absorbed by the upper crash box 36 in the middle to late stages of the collision, and the upper member 30 bends upward in the vehicle at the end of the subsequent collision. As a result, the impact load F is further absorbed, so that the impact load F at the time of a frontal collision can be effectively suppressed.

１０ フレーム、１１ サイドフレーム、１２，１３，３８，３９ クロス部材、１４ マウント取付け座、１５ ボデーマウント、１６ クラッシュボックス、１７ 懸架装置受座、１８ 車両駆動機構、２１ ダッシュパネル、２２ フロントピラー、２３ フロアパネル、３０ アッパメンバ、３１ 後端部、３２ 前端部、３３ 上面、３４ 下面、３５ 穴、３６ アッパクラッシュボックス、３７ 中央部、４０ バンパリーンフォース、８０ バリア、１００ 車両前部構造、１１０ フロントコンパートメント、１２０ 車室。 10 frames, 11 side frames, 12, 13, 38, 39 cross members, 14 mount mounting seats, 15 body mounts, 16 crash boxes, 17 suspension seats, 18 vehicle drive mechanisms, 21 dash panels, 22 front pillars, 23 Floor panel, 30 upper member, 31 rear end, 32 front end, 33 upper surface, 34 lower surface, 35 holes, 36 upper crash box, 37 central part, 40 bumper force, 80 barrier, 100 vehicle front structure, 110 front compartment , 120 cabins.

Claims (1)

車両駆動機構が搭載されるフレームと、
前記フレームの車両上側に取付けられた車室と、
前記フレームの車両上側で、前記車室の前方の車両幅方向両端に配置されたフロントピラーから車両前方に向かって延びるアッパメンバと、を備える車両前部構造であって、
前記アッパメンバは、車両前方に向かうにつれて車両下側に湾曲し、
前記アッパメンバの前端部にアッパクラッシュボックスが取付けられていること、
を特徴とする車両前部構造。 The frame on which the vehicle drive mechanism is mounted and
The passenger compartment attached to the upper side of the vehicle of the frame and
A vehicle front structure including upper members extending toward the front of the vehicle from front pillars arranged at both ends in the vehicle width direction in front of the vehicle interior on the upper side of the vehicle of the frame.
The upper member curves downward toward the front of the vehicle and
An upper crash box is attached to the front end of the upper member.
The front structure of the vehicle is characterized by.