JP2019104284A - バンパリンフォース取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】高張力鋼板又はアルミニウム製部材から成るバンパリンフォースを有する構成において、衝突時にバンパリンフォースから車体骨格部材へ伝達される衝突荷重の低下を抑制することができるバンパリンフォース取付構造を得る。【解決手段】取付構造２０は、複数の車体後部部材２２と、バンパリンフォース２４と、取付部材２６とを有する。車体後部部材２２は、車幅方向に間隔をあけて配置され車両前後方向に延在されている。バンパリンフォース２４は、高張力鋼板又はアルミニウム製部材から成り、車幅方向に延在され、複数の車体後部部材２２に取付けられる。取付部材２６は、バンパリンフォース２４を車体後部部材２２に取付ける。さらに、取付部材２６は、バンパリンフォース２４に衝突荷重Ｆが入力された場合に、バンパリンフォース２４の車体後部部材２２への取付部位２５よりも先に破断される。【選択図】図３

Description

本発明は、バンパリンフォース取付構造に関する。

特許文献１には、降伏強さが９８０ＭＰａ以上且つ１４７０ＭＰａ以下の金属板を曲げ加工することで形成されたバンパリンフォースが開示されている。

特開２０１４−１０１０５３号公報

バンパリンフォースは、車体骨格部材としてのサイドメンバ又はクラッシュボックスにボルト及びナットを用いて締結されている。バンパリンフォースに比較的低い衝突荷重が入力された場合には、バンパリンフォースからサイドメンバ又はクラッシュボックスに衝突荷重が伝達される。

一方、バンパリンフォースに比較的高い衝突荷重が入力された場合には、バンパリンフォースのボルト締結部に割れが生じてバンパリンフォースが分断される可能性がある。特に、引張強度が３４０ＭＰａ以上の高張力鋼板又はアルミニウム製部材から成るバンパリンフォースを用いた場合には、延性が低いために、衝突時にバンパリンフォースがボルト締結部で分断される可能性が高くなる。バンパリンフォースがボルト締結部で分断された場合には、バンパリンフォースが分断されない場合に比べて、サイドメンバ又はクラッシュボックスへ伝達される荷重が小さくなる。

つまり、高張力鋼板又はアルミニウム製部材から成るバンパリンフォースを有する構成において、衝突時にバンパリンフォースから車体骨格部材へ伝達される衝突荷重の低下を抑制するには、改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、高張力鋼板又はアルミニウム製部材から成るバンパリンフォースを有する構成において、衝突時にバンパリンフォースから車体骨格部材へ伝達される衝突荷重の低下を抑制することができるバンパリンフォース取付構造を得ることが目的である。

請求項１に記載の発明に係るバンパリンフォース取付構造は、車幅方向に間隔をあけて配置され車両前後方向に延在された複数の車体骨格部材と、高張力鋼板又はアルミニウム製部材から成り、車幅方向に延在され、複数の前記車体骨格部材に取付けられるバンパリンフォースと、前記バンパリンフォースを前記車体骨格部材に取付ける取付部材であって、前記バンパリンフォースに衝突荷重が入力された場合に、前記バンパリンフォースの前記車体骨格部材への取付部位よりも先に破断される取付部材と、を有する。

請求項１に記載の発明では、衝突時にバンパリンフォースに入力された衝突荷重が、バンパリンフォースの車体骨格部材への取付部位に作用する。ここで、取付部材がバンパリンフォースの取付部位よりも先に破断されることで、該取付部位が取付部材との接触によって破断されることが抑制される。これにより、バンパリンフォースから一方の車体骨格部材への衝突荷重の伝達経路だけでなく、他方の車体骨格部材への衝突荷重の伝達経路も確保されるので、衝突時にバンパリンフォースから車体骨格部材へ伝達される衝突荷重の低下を抑制することができる。

請求項２に記載の発明に係るバンパリンフォース取付構造は、車幅方向に間隔をあけて配置され車両前後方向に延在された複数の車体骨格部材と、高張力鋼板又はアルミニウム製部材から成り、車幅方向に延在され、複数の前記車体骨格部材に取付けられるバンパリンフォースと、前記バンパリンフォースを前記車体骨格部材に取付けると共に、前記バンパリンフォースの取付部位のせん断強度よりも低いせん断強度を有する取付部材と、を有する。

請求項２に記載の発明では、衝突時にバンパリンフォースに入力された衝突荷重が、バンパリンフォースの車体骨格部材への取付部位に作用する。ここで、取付部材のせん断強度がバンパリンフォースの取付部位のせん断強度よりも低いので、取付部材がバンパリンフォースの取付部位よりも先に破断される。換言すると、該取付部位が取付部材との接触によって破断されることが抑制される。これにより、バンパリンフォースから一方の車体骨格部材への衝突荷重の伝達経路だけでなく、他方の車体骨格部材への衝突荷重の伝達経路も確保されるので、衝突時にバンパリンフォースから車体骨格部材へ伝達される衝突荷重の低下を抑制することができる。

請求項３に記載の発明に係るバンパリンフォース取付構造の前記取付部材は、ボルトを有し、前記取付部位には、前記ボルトが挿通される孔部が形成されている。

請求項３に記載の発明では、ボルトをバンパリンフォースの取付部位の孔部に挿通させることで、バンパリンフォースを車体骨格部材に取付けられるので、取付部材の構成が簡単になる。

請求項４に記載の発明に係るバンパリンフォース取付構造は、前記ボルトの材料強度をＦａ、前記ボルトのせん断比率をＮａ、前記ボルトの有効断面積をＳとし、前記バンパリンフォースの材料強度をＦｂ、前記バンパリンフォースのせん断比率をＮｂ、前記バンパリンフォースの前記取付部位の長さＬ、前記バンパリンフォースの板厚をｔとして、Ｆａ×Ｎａ×Ｓ＜Ｆｂ×Ｎｂ×２×Ｌ×ｔを満たす。

請求項４に記載の発明では、Ｆａ×Ｎａ×Ｓ＜Ｆｂ×Ｎｂ×２×Ｌ×ｔの式に基づいて、ボルトのせん断強度がバンパリンフォースの取付部位のせん断強度よりも小さくなるように管理される。これにより、衝突時にバンパリンフォースの取付部位よりも先にボルトを確実に破断させることができる。

請求項５に記載の発明に係るバンパリンフォース取付構造の前記車体骨格部材は、車幅方向の中央に対する内側の第１被取付部と外側の第２被取付部とを有し、前記ボルトは、第１せん断強度を有する第１ボルトと、該第１せん断強度よりも高い第２せん断強度を有する第２ボルトとを有し、前記バンパリンフォースは、前記第１ボルトにより前記第１被取付部に取付けられ、前記第２ボルトにより前記第２被取付部に取付けられている。

請求項５に記載の発明では、第２ボルトの第２せん断強度が、第１ボルトの第１せん断強度よりも高いので、衝突時に第１ボルトが破断されても、第２ボルトの破断が抑制される。これにより、バンパリンフォースの取付部位の破断を抑制しつつ、バンパリンフォースから車体骨格部材へ確実に衝突荷重を伝達することができる。

請求項６に記載の発明に係るバンパリンフォース取付構造の前記第２ボルトの第２せん断強度は、前記バンパリンフォースの前記取付部位のせん断強度よりも高い。

請求項６に記載の発明では、第２ボルトの第２せん断強度が、第１ボルトの第１せん断強度だけでなく、バンパリンフォースの取付部位のせん断強度よりも高い。ここで、衝突時に第１ボルトが破断されても、第２ボルトの破断が抑制される。さらに、第２ボルトは、バンパリンフォースの取付部位が破断されない状態では、破断が抑制される。これにより、衝突時に第１ボルト及び第２ボルトが破断する構成に比べて、衝突時にバンパリンフォースから車体骨格部材へ伝達される衝突荷重の低下を抑制することができる。

請求項７に記載の発明に係るバンパリンフォース取付構造の前記車体骨格部材は、車両前後方向に延在されたサイドメンバと、該サイドメンバの車両前後方向先端部に取付けられ衝突荷重の入力によって変形されるクラッシュボックスとを有し、前記バンパリンフォースは、前記クラッシュボックスに取付けられている。

請求項７に記載の発明では、衝突時に、クラッシュボックスが、変形後もバンパリンフォースとサイドメンバとの間に介在する。これにより、クラッシュボックスが無い構成に比べて、取付部材に作用するせん断力を小さくすることができる。

本発明は、高張力鋼板又はアルミニウム製部材から成るバンパリンフォースを有する構成において、衝突時にバンパリンフォースから車体骨格部材へ伝達される衝突荷重の低下を抑制することができるバンパリンフォース取付構造を得ることができるという効果を有する。

第１実施形態に係る取付構造が適用された車両後部の構成図である。 第１実施形態に係る取付構造を車両前後方向の後側から見た説明図である。 第１実施形態に係る取付構造を車幅方向の外側から見た説明図である。 第１実施形態に係る取付構造を車両の斜め前方側から見た説明図である。 第１実施形態に係るバンパリンフォースのフランジ部の長さを示す説明図である。 （Ａ）第１実施形態に係るバンパリンフォースに衝突荷重が入力される状態を示す説明図であり、（Ｂ）第１実施形態に係るボルトが破断された状態を示す説明図である。 第２実施形態に係る取付構造を車両前後方向の後側から見た説明図である。 第２実施形態に係るバンパリンフォースに衝突荷重が入力される状態を示す説明図である。

[第１実施形態]
第１実施形態に係るバンパリンフォース取付構造の一例について説明する。

図１には、車両１０の後部が示されている。なお、各図に適宜示す矢印ＲＲは車両後方（進行方向とは反対方向）を示しており、矢印ＵＰは車両上方を示しており、矢印ＯＵＴは車幅方向外側を示している。以下、単に前後、上下、左右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、車両上下方向の上下、進行方向を向いた場合の車幅方向の左右を示すものとする。

車両１０は、車体１２を有する。また、車両１０には、バンパリンフォース取付構造の一例としての取付構造２０が適用されている。

〔取付構造〕
取付構造２０は、複数の車体骨格部材の一例としての車体後部部材２２と、バンパリンフォース（バンパリインフォースメント）２４と、取付部材２６とを有する。なお、本実施形態では、一例として、車体後部部材２２とバンパリンフォース２４との間に連結プレート２３が配置されている。

＜車体後部部材＞
車体後部部材２２は、車体１２の車両後部で且つ車両下部の一部を構成している。また、車体後部部材２２は、サイドメンバの一例としてのリアサイドメンバ３２と、クラッシュボックス３４とを有する。なお、左右の車体後部部材２２を区別する場合には、左側（一方側）のものを車体後部部材２２Ａと称し、右側（他方側）のものを車体後部部材２２Ｂと称する。車体後部部材２２Ａ、２２Ｂは、車幅方向に間隔をあけて配置され、車両前後方向に延在されている。また、車体後部部材２２Ａ、２２Ｂは、車両１０の車幅方向中央に対して左右対称に構成されている。

（リアサイドメンバ）
リアサイドメンバ３２は、左右一対とされ、車両前後方向を軸方向として延在されている。また、リアサイドメンバ３２は、車両前後方向から見た場合に閉断面構造とされている。リアサイドメンバ３２の後端部には、軸方向に対してほぼ直交する方向に張出されたフランジ部３３（図３参照）が形成されている。そして、リアサイドメンバ３２の後端には、クラッシュボックス３４が設けられている。なお、図３では、リアサイドメンバ３２にクラッシュボックス３４を取付けるボルト等の図示を省略している。

（クラッシュボックス）
図４に示すクラッシュボックス３４は、車両前後方向を軸方向とする筒状の本体部３４Ａを有する。本体部３４Ａには、図示しないビードなどの変形起点部が形成されている。本体部３４Ａの車両前後方向前端部には、軸方向とほぼ直交する方向に張出されたフランジ部３４Ｂが形成されている。また、クラッシュボックス３４の後端部には、軸方向とほぼ直交する方向に張出されたフランジ部３４Ｃが形成されている。

フランジ部３４Ｂには、一例として、車両前後方向に貫通された締結用の貫通孔３６が形成されている。そして、フランジ部３４Ｂは、ボルト３７（図１参照）を用いてリアサイドメンバ３２（図１参照）の後端部（先端部）に取付けられている。

図２に示すように、フランジ部３４Ｃは、一例として、車両前後方向から見た場合に、略Ｈ形状に形成されている。具体的には、フランジ部３４Ｃは、フランジ部３４Ｃの車幅方向中央に対する内側で車両上側及び車両下側に突出された突出部３８Ａと、外側で車両上側及び車両下側に突出された突出部３８Ｂとを有する。突出部３８Ａ及び突出部３８Ｂには、車両前後方向に貫通された図示しない４箇所の貫通孔が形成されている。

クラッシュボックス３４は、車両前後方向に衝突荷重が入力された場合に、車両前後方向に変形されるように構成されている。具体的には、クラッシュボックス３４は、車両前後方向に沿った軸圧縮荷重に対する剛性（曲げ剛性）がリアサイドメンバ３２（図１参照）よりも低剛性とされている。そして、クラッシュボックス３４は、車両１０が後面衝突した際に、リアサイドメンバ３２が変形する前に変形して衝突のエネルギーの一部を吸収する構成になっている。

（連結プレート）
図３に示すように、クラッシュボックス３４のフランジ部３４Ｃには、車両後側から連結プレート２３が重ねられている。連結プレート２３は、車両前後方向を厚さ方向として配置され、フランジ部３４Ｃと接触している。また、連結プレート２３は、車両前後方向から見た場合に、突出部３８Ａから突出部３８Ｂまで（図２参照）を車幅方向に覆うように大きさ及び形状が設定されている。連結プレート２３には、後述する軸部４３が車両前後方向に挿通される図示しない貫通孔が形成されている。

＜バンパリンフォース＞
図１に示すバンパリンフォース２４は、高張力鋼板（ハイテン（High Tensile Strength Steel Sheets）材）から成る。本明細書において、「高張力鋼板」とは、普通鋼板よりも引張強さが高い鋼板の意味であり、引張強さが３４０ＭＰａ以上の鋼板を指している。具体的には、バンパリンフォース２４は、一例として、高張力鋼板のうち、引張強さが９８０ＭＰａ以上ある超高張力鋼板（ホットスタンプ材を含む）によって構成されている。なお、バンパリンフォース２４は、アルミニウム製部材（アルミニウム板）から成るものであってもよい。アルミニウム製部材とは、アルミニウム単体から成る部材だけでなく、アルミニウム合金から成る部材も含む。

また、バンパリンフォース２４は、車両幅方向に延在されている。さらに、バンパリンフォース２４の車幅方向の両端部は、連結プレート２３を介して車体後部部材２２Ａ、２２Ｂに取付けられている。つまり、バンパリンフォース２４は、左右のクラッシュボックス３４の後端部に取付けられている（掛け渡されている）。ここで、バンパリンフォース２４における車幅方向両端部であり且つ連結プレート２３を介してクラッシュボックス３４に取付けられる部位を取付部位２５と称する。換言すると、取付部位２５は、バンパリンフォース２４において、車両前後方向に連結プレート２３と重なる部位である。

図３に示すように、バンパリンフォース２４の取付部位２５は、車幅方向から見た場合の形状が車両前方側に開口するハット形状に形成されている。具体的には、取付部位２５は、車幅方向から見た場合に、縦壁部２５Ａと、下壁部２５Ｂと、下フランジ２５Ｃと、上壁部２５Ｄと、上フランジ２５Ｅとを有する。

縦壁部２５Ａは、連結プレート２３と車両前後方向に間隔をあけると共に対向配置され、車両上下方向に沿って延びている。下壁部２５Ｂは、縦壁部２５Ａの下端から車両前側に延びている。下フランジ２５Ｃは、下壁部２５Ｂの前端部から下側へ延びている。上壁部２５Ｄは、縦壁部２５Ａの上端から車両前側に延びている。上フランジ２５Ｅは、上壁部２５Ｄの前端部から上側へ延びている。

図２に示すように、下フランジ２５Ｃの下端面及び上フランジ２５Ｅの上端面は、車両前後方向から見た場合に、突出部３８Ａ及び突出部３８Ｂの外形に合わせて車両上側及び車両下側に凸となる波面状に形成されている。

また、図５に示すように、下フランジ２５Ｃ及び上フランジ２５Ｅには、車幅方向に間隔をあけ且つ車両前後方向に貫通する４つの孔部２８が形成されている。孔部２８は、略円形状に形成された貫通孔で構成されている。取付部位２５の車幅方向及び車両上下方向の中央Ｃ（点Ｃで示す）に対して、車幅方向の内側で車両上下方向に並ぶ２つの孔部２８を内側孔部２８Ａと称する。中央Ｃに対して、車幅方向の外側で車両上下方向に並ぶ２つの孔部２８を外側孔部２８Ｂと称する。内側孔部２８Ａと外側孔部２８Ｂは、一例として、同じ大きさで且つ同じ形状とされている。

孔部２８の孔壁から取付部位２５の外縁までの長さのうち、最短の長さをフランジ長さＬｆ（単位ｍｍ）とする。また、取付部位２５におけるフランジ長さＬｆとなる部分の車両前後方向の厚さをｔ（図３参照、単位ｍｍ）とする。

なお、バンパリンフォース２４において、取付部位２５の中央Ｃを含む中央部には、牽引用の図示しないフックが挿通される挿通孔２９Ａが形成されている。また、バンパリンフォース２４における挿通孔２９Ａに対する車幅方向の内側及び外側には、バンパリンフォース２４の組付作業時に用いる作業用の貫通孔２９Ｂ及び貫通孔２９Ｃが形成されている。

＜取付部材＞
図３に示す取付部材２６は、一例として、ボルト４２と、ボルト４２が螺合されるウェルドナット４６とを有する。換言すると、取付部材２６は、ボルト４２及びウェルドナット４６を用いてフランジ部３４Ｃ、連結プレート２３及び取付部位２５を共締め（締結）することで、車体後部部材２２Ａ、２２Ｂ（図１参照）にバンパリンフォース２４を取付けている。

（ボルト）
ボルト４２は、鉄製であり、略円柱状とされ外周面に雄ネジが形成された軸部４３と、軸部４３の外径よりも大きい外径を有する頭部４４とを有する。軸部４３は、車両１０（図１参照）における衝突時に破断される破断部（脆弱部）の一例である。軸部４３の軸方向の長さは、少なくとも、取付部位２５の厚さと、連結プレート２３の厚さと、フランジ部３４Ｃの厚さとを合計した厚さよりも長い。ボルト４２の軸部４３は、孔部２８（図５参照）に挿通される。

（ウェルドナット）
図４に示すウェルドナット４６は、突出部３８Ａ及び突出部３８Ｂにおける図示しない４箇所の貫通孔の周縁部に、車両前後方向を軸方向として固定されている。ウェルドナット４６の内側には、雌ネジが形成されており、軸部４３が螺合されるようになっている。

＜せん断強度＞
図３に示すボルト４２のせん断強度Ｋａ（単位ｋＮ）と、バンパリンフォース２４のせん断強度Ｋｂ（単位ｋＮ）とを比較する。ボルト４２の材料強度をＦａ（単位ｋＮ）、ボルト４２のせん断比率をＮａ、ボルト４２の軸方向と直交する面の有効断面積をＳ（単位ｍｍ^２）とする。また、バンパリンフォース２４の材料強度をＦｂ（単位ｋＮ）、バンパリンフォース２４のせん断比率をＮｂ、バンパリンフォース２４の取付部位２５の長さＬ（単位ｍｍ）、バンパリンフォース２４の板厚をｔ（単位ｍｍ）とする。取付部位２５の長さＬは、既述のフランジ長さＬｆ（図５参照）の２倍に相当する。つまり、Ｌ＝２×Ｌｆである。

材料強度の測定は、一例として、株式会社島津製作所製 オートグラフ ＡＧ−Ｘ１００ＫＮを用いた引張試験により行った。試験片は、ＪＩＳ Ｚ２２０１（Ｚ２２４１）の５号試験片を用いた。平行部幅は２５ｍｍ（＋−０．０５ｍｍ）、肩部の半径は２０ｍｍ以上２５ｍｍ以下、平行部の長さは６０ｍｍ、全長は１８０ｍｍ、幅は３５ｍｍ。試験方法は、ＪＩＳ Ｚ２２４１による。

ボルト４２のせん断比率Ｎａとは、ボルト４２の軸方向の引張強度に対するせん断方向の強度の比率を意味する。バンパリンフォース２４のせん断比率Ｎｂとは、バンパリンフォース２４の取付部位２５に相当する板材の引張方向の強度に対するせん断方向の強度の比率を意味する。せん断比率Ｎａ、Ｎｂは、それぞれ、せん断試験の結果に基づいて設定される。

ボルト４２のせん断試験は、ボルト４２の軸部４３を２枚の板状治具の孔に通して、軸部４３の軸方向に対する直角方向に荷重をかけることで（板状治具を互いに離れる方向に引っ張ることで）行われる。バンパリンフォース２４のせん断試験は、ボルト４２のせん断試験で用いた板状治具を取付部位２５に相当する板材に置き換え、ボルト４２を高強度の丸い鋼材に置き換えることで行われる。せん断試験は、例えば、株式会社島津製作所製 オートグラフ ＡＧ−Ｘ１００ＫＮを用いて行われる。なお、せん断比率Ｎａ、Ｎｂは、それぞれ、一例として、０．６以上０．８以下の範囲内で設定されることが好ましい。

ボルト４２のせん断強度Ｋａは、Ｋａ＝Ｆａ×Ｎａ×Ｓで求められる。バンパリンフォース２４のせん断強度Ｋｂは、Ｋｂ＝Ｆｂ×Ｎｂ×２×Ｌｆ×ｔで求められる。２×Ｌｆ×ｔは、孔部２８の径方向における一方側のフランジ部分と他方側のフランジ部分とを両方含めることを意味している。ここで、本実施形態では、Ｋａ＜Ｋｂとなっている。換言すると、材料強度Ｆａ、Ｆｂ、せん断比率Ｎａ、Ｎｂ、有効断面積Ｓ、フランジ長さＬｆ及び厚さｔは、関係式であるＦａ×Ｎａ×Ｓ＜Ｆｂ×Ｎｂ×２×Ｌｆ×ｔを満たしている。

このように、ボルト４２は、衝突荷重が入力された場合に、バンパリンフォース２４よりも破断され易い状態となっている。換言すると、ボルト４２は、バンパリンフォース２４に衝突荷重が入力された場合に、バンパリンフォース２４の取付部位２５よりも先に破断される軸部４３を有する。

〔作用及び効果〕
次に、第１実施形態の取付構造２０の作用及び効果について説明する。

図６（Ａ）に示す車両１０の衝突時において、一例として、バンパリンフォース２４の車幅方向中央よりも右側にオフセットした衝突荷重Ｆが入力されたとする。入力された衝突荷重Ｆは、バンパリンフォース２４の取付部位２５に作用する。このときに、バンパリンフォース２４の変形に伴って、主として、右側の取付部位２５の下フランジ２５Ｃ（図５参照）、上フランジ２５Ｅ及びボルト４２にせん断力が作用する。

ここで、図６（Ｂ）に示すように、ボルト４２の軸部４３がバンパリンフォース２４の取付部位２５よりも先に破断されることで、取付部位２５（特に孔部２８から外縁までの部位）がボルト４２との接触によって破断されることが抑制される。具体的には、ボルト４２の軸部４３のせん断強度が、バンパリンフォース２４の取付部位２５のせん断強度よりも低いので、軸部４３が取付部位２５よりも先に破断される。このため、図６（Ａ）に示すバンパリンフォース２４から右側の車体後部部材２２Ｂへの衝突荷重Ｆの伝達経路だけでなく、左側の車体後部部材２２Ａへの衝突荷重Ｆの伝達経路も確保される。これにより、衝突時にバンパリンフォース２４から車体後部部材２２へ伝達される衝突荷重Ｆの低下を抑制することができる。

さらに、バンパリンフォース２４から車体後部部材２２へ衝突荷重Ｆが伝達されることにより、クラッシュボックス３４が軸方向（車両前後方向）に圧縮変形して衝突エネルギーが吸収される。ここで、衝突時に、クラッシュボックス３４が、圧縮変形後もバンパリンフォース２４とリアサイドメンバ３２との間に介在するので、クラッシュボックス３４が無い構成に比べて、取付部材２６に作用するせん断力を小さくすることができる。

また、取付構造２０では、ボルト４２をバンパリンフォース２４の取付部位２５の孔部２８（図６（Ｂ）参照）に挿通させることで、バンパリンフォース２４を車体後部部材２２に取付けられる。これにより、ボルト４２を用いない構成に比べて、取付部材２６の構成が簡単になる。

さらに、取付構造２０では、既述のＦａ×Ｎａ×Ｓ＜Ｆｂ×Ｎｂ×２×Ｌｆ×ｔの関係式に基づいて、ボルト４２のせん断強度がバンパリンフォース２４の取付部位２５のせん断強度よりも小さくなるように管理されている。これにより、衝突時にバンパリンフォース２４の取付部位２５よりも先にボルト４２を確実に破断させることができる。

[第２実施形態]
次に、第２実施形態に係るバンパリンフォース取付構造の一例について説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部材及び部位については、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図７には、バンパリンフォース取付構造の一例として、第２実施形態の取付構造６０が示されている。取付構造６０は、第１実施形態の車両１０の取付構造２０（図２参照）において、取付部材２６（図３参照）に換えて、取付部材６２が設けられた構成とされている。なお、取付構造６０では、クラッシュボックス３４の突出部３８Ａが、中央Ｃに対する車幅方向内側の第１被取付部の一例であり、突出部３８Ｂが、中央Ｃに対する車幅方向外側の第２被取付部の一例である。

取付部材６２は、一例として、ボルト６４と、ボルト６４が螺合されるウェルドナット４６（図８参照）とを有する。換言すると、取付部材６２は、ボルト６４及びウェルドナット４６を用いてフランジ部３４Ｃ、連結プレート２３及び取付部位２５を共締め（締結）することで、車体後部部材２２にバンパリンフォース２４を取付けている。

具体的には、ボルト６４は、第１せん断強度Ｋａ１（単位ｋＮ）を有する第１ボルト６６と、第１せん断強度Ｋａ１よりも高い第２せん断強度Ｋａ２（単位ｋＮ）を有する第２ボルト６８とを有する。なお、第１せん断強度Ｋａ１、第２せん断強度Ｋａ２の算出方法は、既述のせん断強度Ｋａと同様であるため、説明を省略する。

図８に示す第１ボルト６６は、頭部４４と、破断部（脆弱部）の一例としての軸部６７とを有し、バンパリンフォース２４を突出部３８Ａ（図７参照）に取付ける際に用いられる。第２ボルト６８は、頭部４４と、軸部６９とを有し、バンパリンフォース２４を突出部３８Ｂ（図７参照）に取付ける際に用いられる。換言すると、バンパリンフォース２４は、第１ボルト６６により突出部３８Ａに取付けられ、第２ボルト６８により突出部３８Ｂに取付けられている。

第１ボルト６６の軸部６７の第１せん断強度Ｋａ１は、バンパリンフォース２４の取付部位２５のせん断強度Ｋｂよりも低い設定とされている。第２ボルト６８の軸部６９の第２せん断強度Ｋａ２は、せん断強度Ｋｂよりも高い設定とされている。つまり、各せん断強度の大きさは、Ｋａ１＜Ｋｂ＜Ｋａ２となっている。

〔作用及び効果〕
次に、第２実施形態の取付構造６０の作用及び効果について説明する。

図８に示す取付構造６０を有する車両１０の衝突時において、一例として、バンパリンフォース２４の車幅方向中央よりも右側にオフセットした衝突荷重Ｆが入力されたとする。入力された衝突荷重Ｆは、バンパリンフォース２４の取付部位２５に作用する。このときに、バンパリンフォース２４の変形に伴って、主として、右側の取付部位２５の下フランジ２５Ｃ（図７参照）、上フランジ２５Ｅ及びボルト６４にせん断力が作用する。

ここで、第１ボルト６６の軸部６７がバンパリンフォース２４の取付部位２５よりも先に破断されることで、取付部位２５が第１ボルト６６との接触によって破断されることが抑制される。具体的には、第１ボルト６６の軸部６７のせん断強度が、バンパリンフォース２４の取付部位２５のせん断強度よりも低いので、軸部６７が取付部位２５よりも先に破断される。このため、バンパリンフォース２４から右側の車体後部部材２２Ｂへの衝突荷重Ｆの伝達経路だけでなく、左側の車体後部部材２２Ａへの衝突荷重Ｆの伝達経路も確保される。これにより、衝突時にバンパリンフォース２４から車体後部部材２２へ伝達される衝突荷重Ｆの低下を抑制することができる。

また、取付構造６０では、第２ボルト６８の軸部６９の第２せん断強度Ｋａ２が、第１ボルト６６の軸部６７の第１せん断強度Ｋａ１よりも高いので、衝突時に第１ボルト６６が破断されても、第２ボルト６８の破断が抑制される。これにより、バンパリンフォース２４の取付部位２５の破断を抑制しつつ、バンパリンフォース２４から車体後部部材２２へ確実に衝突荷重Ｆを伝達することができる。

さらに、取付構造６０では、第２ボルト６８の軸部６９の第２せん断強度Ｋａ２が、バンパリンフォース２４の取付部位２５のせん断強度Ｋｂよりも高い。このため、第２ボルト６８は、バンパリンフォース２４の取付部位２５が破断されない状態では、破断が抑制されることになる。これにより、衝突時に第１ボルト６６及び第２ボルト６８が破断する構成に比べて、衝突時にバンパリンフォース２４から車体後部部材２２へ伝達される衝突荷重Ｆの低下を抑制することができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。

取付構造２０において、取付部材２６はボルト４２及びウェルドナット４６に限らず、例えば、軸部を有しカシメられることで部材を取付けるリベットであってもよい。この軸部が、破断部（脆弱部）の一例となる。また、ボルト４２が締結されるナットは、ウェルドナット４６に限らず、固定されていないナットであってもよい。さらに、ウェルドナット４６を用いずに、車体後部部材２２側に雌ネジを有する孔部を形成して、該孔部にボルト４２を締結することで取付けてもよい。

さらに、取付構造２０において、衝突荷重が入力された場合に、取付部材２６が取付部位２５よりも先に破断されるものであれば、関係式Ｆａ×Ｎａ×Ｓ＜Ｆｂ×Ｎｂ×２×Ｌｆ×ｔを満たしていなくてもよい。加えて、取付構造２０において、クラッシュボックス３４及び連結プレート２３が無くてもよい。つまり、バンパリンフォース２４が直接、リアサイドメンバ３２に取付けられていてもよい。

取付構造６０において、第２ボルト６８のせん断強度は、バンパリンフォース２４の取付部位２５のせん断強度以下であっていてもよい。

バンパリンフォース２４は、車両１０のリア側に設けられるものに限らず、フロント側に設けられるものであってもよい。また、バンパリンフォース２４において、下フランジ２５Ｃの下端面及び上フランジ２５Ｅの上端面は、波面状に形成されたものに限らず、多角形状に形成されたものであってもよい。孔部２８の形状は、円形に限らず、楕円形であってもよい。バンパリンフォース２４の取付部位２５のせん断強度をボルト４２のせん断強度よりも高める方法としては、例えば、フランジ長さＬｆをより長く設定する方法がある。

車両１０へ衝突荷重Ｆが入力される衝突は、単なるオフセット衝突に限らず、車両１０の正面全体に衝突するフルラップ衝突であってもよい。さらに、オフセット衝突は、サイドメンバの車幅方向外側で衝突する微小ラップ衝突であってもよい。

以上、本発明の各実施形態及び変形例に係るバンパリンフォース取付構造の一例について説明したが、これらの実施形態及び変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０ 車両
２０ 取付構造（バンパリンフォース取付構造の一例）
２２ 車体後部部材（複数の車体骨格部材の一例）
２４ バンパリンフォース
２５ 取付部位
２６ 取付部材
２８ 孔部
３２ リアサイドメンバ（サイドメンバの一例）
３４ クラッシュボックス
３８Ａ 突出部（第１被取付部の一例）
３８Ｂ 突出部（第２被取付部の一例）
４２ ボルト
６０ 取付構造（バンパリンフォース取付構造の一例）
６２ 取付部材
６４ ボルト
６６ 第１ボルト
６８ 第２ボルト

Claims (7)

1. 車幅方向に間隔をあけて配置され車両前後方向に延在された複数の車体骨格部材と、
   高張力鋼板又はアルミニウム製部材から成り、車幅方向に延在され、複数の前記車体骨格部材に取付けられるバンパリンフォースと、
   前記バンパリンフォースを前記車体骨格部材に取付ける取付部材であって、前記バンパリンフォースに衝突荷重が入力された場合に、前記バンパリンフォースの前記車体骨格部材への取付部位よりも先に破断される取付部材と、
   を有するバンパリンフォース取付構造。
2. 車幅方向に間隔をあけて配置され車両前後方向に延在された複数の車体骨格部材と、
   高張力鋼板又はアルミニウム製部材から成り、車幅方向に延在され、複数の前記車体骨格部材に取付けられるバンパリンフォースと、
   前記バンパリンフォースを前記車体骨格部材に取付けると共に、前記バンパリンフォースの取付部位のせん断強度よりも低いせん断強度を有する取付部材と、
   を有するバンパリンフォース取付構造。
3. 前記取付部材は、ボルトを有し、
   前記取付部位には、前記ボルトが挿通される孔部が形成されている請求項１又は請求項２に記載のバンパリンフォース取付構造。
4. 前記ボルトの材料強度をＦａ、前記ボルトのせん断比率をＮａ、前記ボルトの有効断面積をＳとし、
   前記バンパリンフォースの材料強度をＦｂ、前記バンパリンフォースのせん断比率をＮｂ、前記バンパリンフォースの前記取付部位の長さＬ、前記バンパリンフォースの板厚をｔとして、
   Ｆａ×Ｎａ×Ｓ＜Ｆｂ×Ｎｂ×２×Ｌ×ｔを満たす請求項３に記載のバンパリンフォース取付構造。
5. 前記車体骨格部材は、車幅方向の中央に対する内側の第１被取付部と外側の第２被取付部とを有し、
   前記ボルトは、第１せん断強度を有する第１ボルトと、該第１せん断強度よりも高い第２せん断強度を有する第２ボルトとを有し、
   前記バンパリンフォースは、前記第１ボルトにより前記第１被取付部に取付けられ、前記第２ボルトにより前記第２被取付部に取付けられている請求項３又は請求項４に記載のバンパリンフォース取付構造。
6. 前記第２ボルトの第２せん断強度は、前記バンパリンフォースの前記取付部位のせん断強度よりも高い請求項５に記載のバンパリンフォース取付構造。
7. 前記車体骨格部材は、車両前後方向に延在されたサイドメンバと、該サイドメンバの車両前後方向先端部に取付けられ衝突荷重の入力によって変形されるクラッシュボックスとを有し、
   前記バンパリンフォースは、前記クラッシュボックスに取付けられている請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のバンパリンフォース取付構造。