JP2022096858A - 車両骨格構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】閉じ断面形状として形成される車両骨格構造の内部に装填される衝撃吸収部材の長手方向両端部の外方への移動を規制することにより、衝撃吸収性能の向上を図る。【解決手段】バンパリインフォースメント(車両骨格構造)14は、断面ハット型形状の第1の部材20と、この第1の部材20における開口部を閉鎖する第2の部材22とで閉じ断面形状に形成されており、内部に衝撃吸収部材24が装填されている。そして、衝撃吸収部材24の長手方向の両端部には、衝撃吸収部材24を挟んで拘束ブラケット26が配設されており、この拘束ブラケット26は閉じ断面形状の内面に直に接合されて固定されている。【選択図】図3
Description
本発明は、車両骨格構造に関する。特に、車両のバンパ装置に装備されるバンパリインフォースメントや、車体のロッカ構造として好適な車両骨格構造に関する。
自動車等車両には、各種の車両骨格構造が形成される。車両骨格構造が形成される部位としては、車両のバンパ装置に装備されるバンパリインフォースメントや、車体のロッカ構造がある。そして、これら車両骨格構造には、衝撃吸収部材が備えられて、衝突等の負荷荷重が作用した時に、衝突荷重等を吸収するようにしている。
バンパリインフォースメントを例にして説明すると、バンパリインフォースメントの本体部材は筒状部材の閉じ断面形状で長尺形状に形成されている。筒状部材は、通常、ハット型断面形状の第1の部材の開口部側に、当該開口部を閉鎖する平板状の第2の部材を配設する形態をとっている。そして、筒状部材の内部に衝撃吸収部材が装填される(下記特許文献1、2参照)。なお、この種のバンパリインフォースメントは、平板状の第2の部材側に、衝突荷重が作用するように車両に装備される。これにより、バンパリインフォースメントの第2の部材側に衝突荷重が作用すると、閉じ断面形状の内部に装填された衝撃吸収部材により衝突荷重が吸収される構造となっている。
上述したバンパリインフォースメントによれば、閉じ断面形状の内部に装填された衝撃吸収部材により衝突荷重が吸収される。しかし、従来のバンパリインフォースメントの構成によれば、衝突荷重が衝突吸収部材に作用した際における、衝突吸収部材の長手方向両端部の移動が規制されていないため、衝撃吸収部材が長手方向に伸長して、衝撃吸収作用が不十分であるという問題がある。
而して、本発明は上述した点に鑑みて創案されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、閉じ断面形状として形成される車両骨格構造の内部に装填される衝撃吸収部材の長手方向両端部の外方への移動を規制することにより、衝撃吸収性能の向上を図ることにある。
上記課題を解決するため、本発明に係る車両骨格構造は、次の手段をとる。
本発明の第1の発明は、閉じ断面形状で長尺形状に形成された筒状部材と、前記筒状部材の内部に装填された衝撃吸収部材とを有する車両骨格構造であって、前記衝撃吸収部材の長手方向両端部には、前記衝撃吸収部材を挟んで拘束ブラケットが配設されており、当該拘束ブラケットは筒状部材に直に接合されて固定されている車両骨格構造である。
本発明の第2の発明は、上述した第1の発明の車両骨格構造であって、前記筒状部材の閉じ断面形状は、断面ハット型形状の第1の部材と、該第1の部材における開口部を閉鎖する第2の部材とで形成されており、前記拘束ブラケットは、前記閉じ断面形状を閉鎖する形状であり、前記断面ハット型形状の第1の部材を形成する底面部の形成面と、該底面部の両端から折り曲げ形成された両側の側面部の形成面と、前記第2の部材の形成面との4面の内の少なくとも2面に直に接合されて固定されている車両骨格構造である。
本発明の第3の発明は、上述した第2の発明の車両骨格構造であって、前記閉じ断面形状を形成する前記4面の内の少なくとも2面に直に接合されて固定される2面は、対向配置される2面である車両骨格構造である。
本発明の第4の発明は、上述した第2の発明又は第3の発明の車両用構造部材であって、当該車両骨格構造への負荷荷重の入力は、前記第2の部材から入力される配置構成であり、前記断面ハット型形状の第1の部材を形成する前記両側の側面部の形成面の形状は、内部方向に円弧形状に形成されている車両骨格構造である。
上述した本発明の手段によれば、閉じ断面形状として形成される車両骨格構造の内部に装填される衝撃吸収部材の長手方向両端部の外方への移動を規制することにより、衝撃吸収性能の向上を図ることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の車両骨格構造は、自動車等車両のバンパ装置に装備されるバンパリインフォースメントである。なお、図の説明における左右、上下、前後等の方向表示説明は、特に指定しない限り、当該図における方向を示す。
<バンパ装置10とバンパリインフォースメント14>
先ず、車両骨格構造であるバンパリインフォースメント14が装備される車両用バンパ装置10の配置構成を説明する。図1は自動車におけるバンパ装置10の配置位置を示す。バンパ装置10は、通常、自動車車体12の前部と後部の位置に、自動車車体12に対して幅方向に配置される。図1において、自動車車体12の前方を矢印Fで示し、後方を矢印Rで示した。
先ず、車両骨格構造であるバンパリインフォースメント14が装備される車両用バンパ装置10の配置構成を説明する。図1は自動車におけるバンパ装置10の配置位置を示す。バンパ装置10は、通常、自動車車体12の前部と後部の位置に、自動車車体12に対して幅方向に配置される。図1において、自動車車体12の前方を矢印Fで示し、後方を矢印Rで示した。
<バンパ装置10>
バンパ装置10は、長尺形状のバンパリインフォースメント14と、バンパ被覆部材16と、バンパ支持構造18とからなる。バンパリインフォースメント14はバンパ装置10の強度上の心材として配設される。バンパ被覆部材16はバンパリインフォースメント14の前面を被覆するように配設される。バンパ被覆部材16はバンパ装置10の最外面に配設され、見栄えを考慮した構成とされている。通常、意匠の成形に適する樹脂製で形成される。
バンパ装置10は、長尺形状のバンパリインフォースメント14と、バンパ被覆部材16と、バンパ支持構造18とからなる。バンパリインフォースメント14はバンパ装置10の強度上の心材として配設される。バンパ被覆部材16はバンパリインフォースメント14の前面を被覆するように配設される。バンパ被覆部材16はバンパ装置10の最外面に配設され、見栄えを考慮した構成とされている。通常、意匠の成形に適する樹脂製で形成される。
バンパ支持構造18は、バンパリインフォースメント14の長手方向(自動車車体で見て幅方向)の両側部の位置で、自動車車体12のフレーム部材(不図示)と、バンパリインフォースメント14との間に配設される。そして、このバンパ支持構造18によりバンパリインフォースメント14で受ける衝突荷重を自動車車体12に伝え、自動車車体12で支持される。なお、以後に説明する実施形態は、自動車車体12の前部に配設されるバンパリインフォースメント14の場合を例にして説明する。
<バンパリインフォースメント14>
図2はバンパリインフォースメント14の全体構成の斜視図を模式的に示す。図3はその分解図を示す。図4は図2におけるIV-IV線矢視断面を示す。本実施形態のバンパリインフォースメント14は、これらの各図に示すように、第1の部材20、第2の部材22、衝撃吸収部材24、及び拘束ブラケット26で構成される。
図2はバンパリインフォースメント14の全体構成の斜視図を模式的に示す。図3はその分解図を示す。図4は図2におけるIV-IV線矢視断面を示す。本実施形態のバンパリインフォースメント14は、これらの各図に示すように、第1の部材20、第2の部材22、衝撃吸収部材24、及び拘束ブラケット26で構成される。
<第1の部材20>
第1の部材20は、図4によく示されるように、ハット型断面形状に形成される。ハット型断面形状は、底面部28の形成面と、この底面部28の形成面の両端から折り曲げ形成された両側の側面部30の形成面と、この両側の側面部30の形成面が更に折り曲げ形成されたフランジ部32とを有して形成される。なお、側面部30とフランジ部32は、図4で見て上側の部位と下側の部位とで形成される。これらの部位を特定して説明するときは、上側の部位にはそれぞれの符号の後尾にUを付し、下側の部位にはDを付して区別する。
第1の部材20は、図4によく示されるように、ハット型断面形状に形成される。ハット型断面形状は、底面部28の形成面と、この底面部28の形成面の両端から折り曲げ形成された両側の側面部30の形成面と、この両側の側面部30の形成面が更に折り曲げ形成されたフランジ部32とを有して形成される。なお、側面部30とフランジ部32は、図4で見て上側の部位と下側の部位とで形成される。これらの部位を特定して説明するときは、上側の部位にはそれぞれの符号の後尾にUを付し、下側の部位にはDを付して区別する。
第1の部材20のハット型断面形状は鋼鈑で形成されており、通常、プレス成形により形成される。図2及び図3に示すように、第1の部材20は車両の幅方向に長尺状に配設される長尺形状に形成される。
<第2の部材22>
第2の部材22は、ハット型断面形状の第1の部材20の開口部を閉鎖することのできる形状として形成されている。すなわち、図3に良く示されるように平板状の長尺形状として形成される。第2の部材22も鋼鈑である。そして、第2の部材22の長手方向の外縁部が第1の部材20のフランジ部32と溶接等により接合されて、第1の部材20と第2の部材22は一体化される。これにより、ハット型断面形状を閉鎖する閉じ断面形状が形成され、内部に断面四角形の形成面の空間が形成される。この断面四角形の形成面は、第1の部材20の底面部28の形成面と、上側の側面部30Uの形成面と、下側の側面部30Dの形成面と、第2の部材22の形成面とで形成される。したがって、本実施形態において、第1の部材20と第2の部材22とで形成される閉じ断面形状が、本発明の「閉じ断面形状で長尺形状に形成された筒状部材」に相当する。
第2の部材22は、ハット型断面形状の第1の部材20の開口部を閉鎖することのできる形状として形成されている。すなわち、図3に良く示されるように平板状の長尺形状として形成される。第2の部材22も鋼鈑である。そして、第2の部材22の長手方向の外縁部が第1の部材20のフランジ部32と溶接等により接合されて、第1の部材20と第2の部材22は一体化される。これにより、ハット型断面形状を閉鎖する閉じ断面形状が形成され、内部に断面四角形の形成面の空間が形成される。この断面四角形の形成面は、第1の部材20の底面部28の形成面と、上側の側面部30Uの形成面と、下側の側面部30Dの形成面と、第2の部材22の形成面とで形成される。したがって、本実施形態において、第1の部材20と第2の部材22とで形成される閉じ断面形状が、本発明の「閉じ断面形状で長尺形状に形成された筒状部材」に相当する。
第1の部材20と第2の部材22とで構成されるバンパリインフォースメント14を、図1に示すバンパ装置10として搭載する際には、図4及び図6に示すように、衝突荷重Fが第2の部材22に作用するようにして搭載される。すなわち、第2の部材22が衝突荷重が作用する側に配設される。
<衝撃吸収部材24>
図2及び図3に示すように、第1の部材20と第2の部材22とで形成される閉じ断面形状内に衝撃吸収部材24が装填して配設される。本実施形態では、衝撃吸収部材24は車両の幅方向の中央部位置に装填されており、両側部は空間部とされている。本実施形態の衝撃吸収部材24は樹脂製の部材であるが、閉じ断面形状内に装填でき、衝撃吸収が可能な部材であればよい。
図2及び図3に示すように、第1の部材20と第2の部材22とで形成される閉じ断面形状内に衝撃吸収部材24が装填して配設される。本実施形態では、衝撃吸収部材24は車両の幅方向の中央部位置に装填されており、両側部は空間部とされている。本実施形態の衝撃吸収部材24は樹脂製の部材であるが、閉じ断面形状内に装填でき、衝撃吸収が可能な部材であればよい。
<拘束ブラケット26>
図2及び図3に示すように、第1の部材20と第2の部材22とで形成される閉じ断面形状内に装填された衝撃吸収部材24の長手方向の両端部には拘束ブラケット26が配設される。拘束ブラケット26は、図5に示すように、閉じ断面形状を閉鎖する形状であり、本実施形態では鋼鈑製とされている。そして、第1の部材20と第2の部材22のいずれかに固定される。
図2及び図3に示すように、第1の部材20と第2の部材22とで形成される閉じ断面形状内に装填された衝撃吸収部材24の長手方向の両端部には拘束ブラケット26が配設される。拘束ブラケット26は、図5に示すように、閉じ断面形状を閉鎖する形状であり、本実施形態では鋼鈑製とされている。そして、第1の部材20と第2の部材22のいずれかに固定される。
本実施形態では、拘束ブラケット26の固定は第1の部材20に固定される形態となっている。そのため、第1の部材20の底面部28に対応する位置の拘束ブラケット26の縁部には底面鍔部26Aが形成されている。同様に、上側の側面部30Uに対応する位置の縁部には上側面鍔部26Bが形成されており、下側の側面部30Dに対応する位置の縁部には下側面鍔部26Cが形成されている。そして、この3か所の位置において溶接により固定される。この固定は、拘束ブラケット26の各鍔部26A、26B、26Cが直に第1の部材20に接合されて固定される。
本実施形態の場合は、上記の3か所で拘束ブラケット26を固定したが、ハット型断面形状の第1の部材20を形成する底面部28の形成面と、該底面部28の両端から折り曲げ形成された両側の側面部30U、30Dの形成面と、前記第2の部材22の形成面との4面の内の少なくとも2面に直に接合されて固定される構成であればよい。
好ましくは、前述の4面の内の対向配置される2面に固定される構成が望ましい。更に、好ましくは、対向配置される2面は第1の部材20の上側の側面部30Uの形成面と下側側面部30Dの形成面の2面に固定される構成が望ましい。
<ハット型断面形状の側面部30の円弧形状>
本実施形態の特徴構成として、第1の部材20に形成されるハット型断面形状の上側の側面部30Uの形成面と下側の側面部30Dの形成面は、図6に良く示されるように、閉じ断面形状の内部方向に向けて円弧形状に湾曲して形成される。これは衝突荷重が作用した際に内部方向への変形を容易とするためである。
本実施形態の特徴構成として、第1の部材20に形成されるハット型断面形状の上側の側面部30Uの形成面と下側の側面部30Dの形成面は、図6に良く示されるように、閉じ断面形状の内部方向に向けて円弧形状に湾曲して形成される。これは衝突荷重が作用した際に内部方向への変形を容易とするためである。
<実施形態の作用効果>
次に、上述した本実施形態の作用効果を説明する。本実施形態は、第1の部材20と第2の部材22とにより形成される閉じ断面形状内に衝撃吸収部材24が装填される。これにより、第1の部材20の前面に衝突荷重Fが作用すると、衝突荷重は衝撃吸収部材24に伝えられて衝撃吸収作用がなされる。この衝撃吸収作用において、本実施形態では衝撃吸収部材24の両端部に拘束ブラケット26が配設されて、吸収作用時における衝撃吸収部材24の長手方向の変形移動が阻止される。これにより、衝撃吸収部材による衝撃吸収作用が確実に行われ、従来に比べ衝撃吸収作用を向上させることができる。
次に、上述した本実施形態の作用効果を説明する。本実施形態は、第1の部材20と第2の部材22とにより形成される閉じ断面形状内に衝撃吸収部材24が装填される。これにより、第1の部材20の前面に衝突荷重Fが作用すると、衝突荷重は衝撃吸収部材24に伝えられて衝撃吸収作用がなされる。この衝撃吸収作用において、本実施形態では衝撃吸収部材24の両端部に拘束ブラケット26が配設されて、吸収作用時における衝撃吸収部材24の長手方向の変形移動が阻止される。これにより、衝撃吸収部材による衝撃吸収作用が確実に行われ、従来に比べ衝撃吸収作用を向上させることができる。
また、本実施形態では、第1の部材20と第2の部材22とにより形成される断面四角形の閉じ断面形状は、第1の部材20の底面部28の形成面と、上側の側面部30Uの形成面と、下側の側面部30Dの形成面と、第2の部材22の形成面との4面で形成される。これにより、拘束ブラケット26を第1の部材20及び第2の部材22に溶接等により固定する作業を容易に行うことができる。
そして、本実施形態では、拘束ブラケット26の第1の部材20と第2の部材22への固定が、前述の4面の内の少なくとも2面で行われる。これにより、拘束ブラケットの第1の部材20と第2の部材22への固定を確実に行うことができる。特に、その固定を対向する2面で行う場合には、その固定作業を容易に行うことができるとともに、より確実に固定することができる。
また、本実施形態では、第1の部材20のハット型断面形状の側面部30の形成面は、内部方向に円弧形状に湾曲して形成されている。これにより、図6に示すように、衝突荷重Fが第2の部材22に作用すると、第1の部材20の側面部30の形成面はP1で示す矢印方向すなわち内側方向に変形しようとする。すると、側面部30の形成面は2点鎖線で示すように変形する。
前述のように、側面部30の形成面がP1方向の内側方向に変形することにより、図7に示すように、拘束ブラケット26が衝撃吸収部材24の方向に変形し、衝撃吸収部材24方向への作用力f2を生じる。これにより、図8に示すように、衝撃吸収部材24が衝突荷重Fにより長手方向に広がろうとする荷重f1は、前述の拘束ブラケット26の長手方向の内側方向に変形しようとする作用力f2の差分だけ低下し、衝撃吸収部材24が外に広がりにくくなることで、衝撃吸収量が増加する。これにより、衝撃吸収部材24による衝撃吸収作用が一層向上する。
<その他の実施形態>
以上、本発明の特定の実施形態について説明したが、本発明は、その他各種の形態でも実施できる。
以上、本発明の特定の実施形態について説明したが、本発明は、その他各種の形態でも実施できる。
例えば、上記実施形態の車両骨格部材は、自動車等車両のバンパ装置10に装備されるバンパリインフォースメント14であったが、車体のロッカ部材等の各種の骨格部材にも広く応用できる。
また、上述した実施形態においては、筒状部材の閉じ断面形状は、断面ハット型形状の第1の部材20と、この第1の部材20における開口部を閉鎖する第2の部材22との2部材で形成した構成であるが、1部材又は3部材以上の部材で、断面円形や多角形の形状で閉じ断面形状を構成するものであってもよい。
また、上述した実施形態においては、衝撃吸収部材24は樹脂製であったが、衝撃吸収作用をなす材質であればよい。
<「課題を解決するための手段」に記載した各発明の作用効果>
なお、最後に上述の「課題を解決するための手段」における各発明に対応する上記実施形態の作用効果を付記しておく。
なお、最後に上述の「課題を解決するための手段」における各発明に対応する上記実施形態の作用効果を付記しておく。
先ず、第1の発明によれば、衝撃吸収部材の長手方向両端部には、衝撃吸収部材を挟んで拘束ブラケットが配設されている。そして、当該拘束ブラケットは筒状部材に直に接合されて固定されている。これにより、衝突荷重等の荷重負荷時に生じる衝撃吸収部材の長手方向の変形を、筒状部材に固定された拘束ブラケットによって阻止することができて、衝撃吸収部材による衝撃吸収作用が向上する。
次に、第2の発明によれば、断面ハット型形状の第1部材とこの開口部を閉鎖する第2の部材で形成された筒状部材は内面に4面が形成される。そして、衝撃吸収部材の両端部に配設される拘束ブラケットは、前述の4面の内の少なくとも2面に直に接合されて固定される。これにより、衝撃吸収部材の長手方向の拘束が確実に行われて、衝撃吸収部材による衝撃吸収作用が確実に行われる。
次に、第3の発明によれば、前述した第2の発明における拘束ブラケットの2面の固定は、4面の内の対向配置される2面である。これにより、拘束ブラケットを固定する溶接等の接合が容易に行い得る。
次に、第4の発明によれば、断面ハット型形状の第1の部材を形成する両側の側面部の形成面の形状が、内部方向に円弧形状に形成される。これにより、衝突荷重等の負荷荷重が第2部材から入力されると、側面部の内部方向への変形が確実に行われ、衝撃吸収部材に圧縮方向の作用力を及ぼすことになり、衝撃吸収作用がより一層向上する。
10 バンパ装置
12 自動車車体
14 バンパリインフォースメント(車両骨格構造)
16 バンパ被覆部材
18 バンパ支持構造
20 第1の部材
22 第2の部材
24 衝撃吸収部材
26 拘束ブラケット
26A 底面鍔部
26B 上側面鍔部
26C 下側面鍔部
28 底面部
30 側面部
30U 上側の側面部
30D 下側の側面部
32 フランジ部
12 自動車車体
14 バンパリインフォースメント(車両骨格構造)
16 バンパ被覆部材
18 バンパ支持構造
20 第1の部材
22 第2の部材
24 衝撃吸収部材
26 拘束ブラケット
26A 底面鍔部
26B 上側面鍔部
26C 下側面鍔部
28 底面部
30 側面部
30U 上側の側面部
30D 下側の側面部
32 フランジ部
Claims (4)
- 閉じ断面形状で長尺形状に形成された筒状部材と、前記筒状部材の内部に装填された衝撃吸収部材とを有する車両骨格構造であって、
前記衝撃吸収部材の長手方向両端部には、前記衝撃吸収部材を挟んで拘束ブラケットが配設されており、当該拘束ブラケットは筒状部材に直に接合されて固定されている車両骨格構造。 - 請求項1に記載の車両骨格構造であって、
前記筒状部材の閉じ断面形状は、断面ハット型形状の第1の部材と、該第1の部材における開口部を閉鎖する第2の部材とで形成されており、
前記拘束ブラケットは、前記閉じ断面形状を閉鎖する形状であり、前記断面ハット型形状の第1の部材を形成する底面部の形成面と、該底面部の両端から折り曲げ形成された両側の側面部の形成面と、前記第2の部材の形成面との4面の内の少なくとも2面に直に接合されて固定されている車両骨格構造。 - 請求項2に記載の車両骨格構造であって、
前記閉じ断面形状を形成する前記4面の内の少なくとも2面に直に接合されて固定される2面は、対向配置される2面である車両骨格構造。 - 請求項2又は請求項3に記載の車両骨格構造であって、
当該車両骨格構造への負荷荷重の入力は、前記第2の部材から入力される配置構成であり、前記断面ハット型形状の第1の部材を形成する前記両側の側面部の形成面の形状は、内部方向に円弧形状に形成されている車両骨格構造。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2020-12-18 JP JP2020210083A patent/JP2022096858A/ja active Pending
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