JP3796834B2 - サイドメンバ補強構造 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のサイドメンバ補強構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のサイドメンバ構造としては、例えば特開平4−287742号公報に記載されたものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報のものは、サイドメンバとクロージングプレートとからなる閉断面構造内にバンパーステーが取り付けられ、該バンパーステーの取付部に、衝突時のバンパーステーの転びに対する逃げ部を設ける構造となっている。そのため、バンパーステーの転びを積極的に阻止する構造にはなっておらず、軽衝突時にバンパーステーが軸方向に潰れることにより衝突エネルギを確実に吸収させようとするには適当でない、という問題がある。バンパーステーの転びを積極的に阻止するには、サイドメンバの板厚を厚くするよりなく、そのため、サイドメンバの全体の重量が大きくなり、その分、材料費がかかるという問題がある。
【0004】
また、上記従来の構造は、フック入力に対する補強がなされていないという問題がある。
フック入力に対する補強としては、フックブラケットが固定されるクロージングプレートの板厚を厚くするか、クロージングプレートの裏側の一部にレインフォースメントを接合することにより、クロージングプレートの板厚を一部的に厚くすることが行われているが、クロージングプレートの板厚を厚くした場合には、全体の重量が大きくなり、材料費がかかるという問題があり、レインフォースメントで一部的にクロージングプレートの補強をした場合には、大きなフック入力があったときに、レインフォースメントごと変形してしまい、効果的に変形を抑えることができないという問題がある。
【0005】
本願発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、請求項1ないし請求項記載の発明は、サイドメンバの全体の板厚を厚くすることなくバンパーステーの転びを抑えることができるサイドメンバ補強構造を提供することを目的とする。さらに、フック入力に対する補強も行うことができるサイドメンバ補強構造を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、車体前後方向に伸びる横断面略コ字状のサイドメンバの開口部に該開口部を覆うクロージングプレートが固定されて矩形状の閉断面が構成され、該閉断面内にバンパーステーの端部が挿入されて固定されるサイドメンバ構造において、
前記バンパーステーの外周形状に合致した内周形状を有する筒状のレインフォースメント、前記矩形状の閉断面を構成する4面に当接さて該閉断面内に固定され
前記矩形状の閉断面を構成する1つの側面の外面には、該側面を挟んで該側面に当接されるレインフォースメントと少なくともその一部が重なり合うフックブラケットが固定され、
前記レインフォースメントは、前記フックブラケットが固定される前記側面に当接される側部当接面と、前記閉断面の上面及び下面に当接される上部当接面及び下部当接面と、側部当接面と上部当接面及び下部当接面との間をそれぞれ連結する上傾斜面及び下傾斜面とを備え、前記上傾斜面及び前記下傾斜面は、バンパーステーの端部に備えられた上傾斜面または下傾斜面に合致し、前記バンパーステーの端部該レインフォースメント内に内嵌さた状態で前記閉断面内に固定され、
前記フックブラケット、前記閉断面を構成する1つの側面、前記レインフォースメントの側部当接面及び前記バンパーステーを締結ボルトが貫通することを特徴とする。
【0007】
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記レインフォースメントの前記側部当接面、前記上部当接面、前記下部当接面、前記上傾斜面及び前記下傾斜面に対応してバンパーステーの端部もこれら側部当接面、上部当接面、下部当接面、上傾斜面及び下傾斜面に合致する側部突出面、上部突出面、下部突出面、前記上傾斜面及び前記下傾斜面を備えており、
前記レインフォースメントの側部当接面とバンパーステーの側部突出面にそれぞれ取付基準孔が穿設されて、該取付基準孔を貫通する前記締結ボルトによってバンパーステーが締結固定されることを特徴とする。
【0009】
また、請求項記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記レインフォースメントは、その横断面が8角形の筒体であり、これに対応して前記バンパーステーの端部もその横断面が8角形の外周形状をなすことを特徴とする。
【0010】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、バンパーステーの端部に備えられた上傾斜面または下傾斜面に合致する上傾斜面または下傾斜面を備え、バンパーステーの外周形状に合致した内周形状を有する筒状のレインフォースメント内にバンパーステーの端部を内嵌させて、サイドメンバとクロージングプレートよりなる閉断面に該バンパーステーの端部を固定することから、バンパーステーの端部が全周にわたってレインフォースメントによって包囲されているので、衝突入力時のバンパーステーの端部の剛性バランスを保つことができ、転びを抑えることができる。従って、バンパーステーが確実に軸方向に潰れ、衝突エネルギを確実に吸収することができる。このように、レインフォースメントによって必要な部位の補強がなされることになるので、転びを防止するためにサイドメンバの肉厚を厚くする必要がなく、材料費の上昇も抑えることができる。
また、前記レインフォースメントがフックブラケットと少なくとも一部が重なり合うことにより、フックブラケットからの入力をレインフォースメントを介して、閉断面を構成するサイドメンバ及びクロージングプレート全体に伝達させることができ、フックブラケットの取付部分の強度を向上させることができる。
また、フックブラケットからの入力をレインフォースメントの上傾斜面及び下傾斜面を通じて閉断面の上面及び下面に効率良く伝達させることができると共に、フックブラケットが固定される側面に当接される側部当接面の長さを短くすることで、フックブラケットからの入力に対する側部当接面の変形量を小さくすることができるので、フックブラケットの取付部分の強度をより向上させることができる。
【0011】
また、請求項2記載の発明によれば、上記請求項1記載に係る作用・効果に加えて、レインフォースメントの側部当接面とバンパーステーの側部突出面にそれぞれ取付基準孔が穿設されて、該取付基準孔を貫通する締結ボルトによってバンパーステーが締結固定されることから、バンパーステーを固定する際に、レインフォースメントの取付基準孔とバンパーステーの取付基準孔の中心が仮に一致していなくても、締結ボルトを締め付けていくと、締結ボルトによってバンパーステーの下傾斜面の傾斜が変わり、両者の位置を調整する力を発生させることができ、これらの取付基準孔の中心を自動的に一致させることができる。従って、取付作業が簡単になり、取付精度も向上させることができる。
【0014】
また、請求項記載の発明によれば、上記請求項1または2に係る作用・効果に加えて、横断面を8角形とすることによって、例えば4角形断面と比較して角部の軽量化がはかれ、対称的な形状であるためバランスよくバンパーステーの端部の補強を行うことができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明のサイドメンバ補強構造の実施の形態を表す斜視図、図2は図1の横断面図、図3は分解斜視図である。
図において、10は、車体前後方向に伸び、側部に開口部を備えた横断面略コ字状のフロントサイドメンバ(サイドメンバ)であり、フロントサイドメンバ10の開口部を覆うようにクロージングプレート12が固定されて、両者で矩形状の閉断面14を構成している。
【0016】
この閉断面14内には、閉断面14を構成する4面に当接するレインフォースメント16が固定されている。即ち、レインフォースメント16は、閉断面14を構成する上面14a、下面14b、外側面14c、内側面14dのそれぞれに当接する上部当接面16a、下部当接面16b、外側部当接面16c、内側部当接面16dを備え、さらに、外側部当接面16c及び内側部当接面16dと上部当接面16a及び下部当接面16bとの間をそれぞれ連結する上傾斜面16e、16e及び下傾斜面16f、16fとを備えた、横断面が8角形形状をなした筒体である。
【0017】
このレインフォースメント16は、それぞれ8角形の半断面を構成する2つの部材17a、17b(図3参照)を予めその上面と下面でスポット溶接により接合することで一体的に構成され、次いで、レインフォースメント16をフロントサイドメンバ10の略コ字状断面内に配置してその上部当接面16aと下部当接面16bをフロントサイドメンバ10にスポット溶接した後、クロージングプレート12をフロントサイドメンバ10の上端フランジ10aと下端フランジ10bにスポット溶接する。こうして、閉断面14が構成され、レインフォースメント16は、該閉断面14内に固定される。
【0018】
レインフォースメント16内には、レインフォースメント16の8角形の内周形状とほぼ合致した8角形の外周形状をなすバンパーステー18の端部が内嵌されており、閉断面14内に固定される。即ち、バンパーステー18は、レインフォースメント16の形状に対応して、レインフォースメント16の上部当接面16a、下部当接面16b、外側部当接面16c、内側部当接面16d、上傾斜面16e、16e及び下傾斜面16f,16fにほぼ合致する上部突出面18a、下部突出面18b、外側部突出面18c、内側部突出面18d、上傾斜面18e、18e及び下傾斜面18f、18fをそれぞれ備えている。
【0019】
閉断面14の外側面14cを構成するクロージングプレート12の車幅方向外側には、該外側面14cを挟んで前記外側部当接面16cと少なくとも一部が重なり合うようにして、フックブラケット20が固定される。フックブラケット20の下部にはフック孔20aが、上部にはボルト挿通孔20b、20b、20bが形成されている。
【0020】
ボルト挿通孔20b、20b、20bに対応して、クロージングプレート12にもボルト挿通孔12a、12a、12aが形成されており、さらにその中の1つのボルト挿通孔12aは、レインフォースメント16の外側部当接面16cに形成された取付基準孔16gとバンパーステー18の外側部突出面18cに形成された取付基準孔18gとに連通しており、締結ボルト22がこれらを挿通してナット24と締結されることによって、バンパーステー18とフックブラケット20が一緒に締結固定される。この取付時において、レインフォースメント16の取付基準孔16gとバンパーステー18の取付基準孔18gの中心が仮に一致していなくても、締結ボルト22を締め付けていくと、締結ボルト22によってバンパーステー18の下傾斜面18fの傾斜が変わり、両者の位置を調整する力を発生させることができ、これらの取付基準孔16g、18gの中心を自動的に一致させることができる。従って、取付作業が簡単になり、取付精度も向上させることができる。フックブラケット20は、残りの2つのボルト挿通孔12a、12a及び20b、20bを挿通する締結ボルト23によっても締結される。
【0021】
また、内側面14dと内側部当接面16d、内側部突出面18dとの間もそれぞれのボルト挿通孔10c、16h、18hを挿通する締結ボルト26とナット28によって締結される。取付基準孔16gと取付基準孔18gとを連通させることで、バンパーステー18の位置決めがなされるので、こちらのボルト挿通孔16h、18hは、大きめの孔径にしておくことができる。
【0022】
尚、締結ボルト22、26の代わりに1本の貫通ボルトで締結することも可能である。
バンパーステー18の端部より前側には、衝突入力時に、バンパーステー18を軸方向に潰すための複数のビード19が形成されている。
以上のように構成されるサイドメンバ補強構造にあっては、衝突時に、バンパーから入力される力がバンパーステー18に伝達されるが、バンパーステー18の端部がレインフォースメント16内に内嵌されており、バンパーステー18の端部が全周にわたってレインフォースメント16によって包囲されているので、衝突入力時のバンパーステー18の端部の剛性バランスを保つことができ、転びを抑えることができる。従って、バンパーステー18のビード19において軸方向に潰れ、衝突エネルギを確実に吸収することができる。このように、レインフォースメント16によって必要な部位の補強がなされることになるので、転びを防止するためにフロントサイドメンバ10の肉厚を全体的に厚くする必要がなく、材料費の上昇も抑えることができる。
【0023】
また、レインフォースメント16の外側部当接面16cが閉断面14の外側面14cを挟んでフックブラケット20と少なくとも一部が重なり合うことにより、フック入力時、フックブラケット20からの入力をレインフォースメント16を介して、閉断面14を構成するフロントサイドメンバ10及びクロージングプレート12全体に伝達させることができる。特に、フックブラケット20からの入力をレインフォースメント16の上傾斜面16e及び下傾斜面16fを通じて閉断面14の上面14a及び下面14bに効率良く伝達させることができると共に、図4に示したようにフックブラケット20が固定される外側面14cに当接される外側部当接面16cの長さを短くすることで、フックブラケットからの入力に対する外側部当接面16cの変形量を小さくすることができる。図4は4角形断面レインフォースメント(a)と8角形断面のレインフォースメント(b)の同じフック入力に対する変形量の違いを表している。
【0024】
以上のことから、フックブラケット20の取付部分の強度を向上させることができる。
本発明はレインフォースメント16及びバンパーステー18の端部が8角形断面のものに限ることなく、バンパーステー18の端部をレインフォースメント16で包囲することでバンパーステー18の転びを阻止することができるが、本形態のようにレインフォースメント16及びバンパーステー18の横断面を8角形とすることによって、例えば4角形断面と比較して角部の軽量化がはかれ、対称的な形状であるためバランスよくバンパーステーの端部の補強を行うことができる。
【0025】
また、本発明は4角形や8角形のような対称的な断面に限ることなく、フックブラケット20の固定される側のみ、レインフォースメント16に側部当接面及び下傾斜面を備え、バンパーステー18に側部突出面及び下傾斜面を備え、フックブラケット20の固定されない側はレインフォースメント16及びバンパーステー18とも閉断面14と合致する構造としても、フックブラケット20の取付部分の強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のサイドメンバ補強構造の実施の形態を表す斜視図である。
【図2】図1の横断面図である。
【図3】図1の分解斜視図である。
【図4】4角形断面のレインフォースメント(a)と8角形断面のレインフォースメント(b)のフック入力に対する変形を表す比較図である。
【符号の説明】
10 フロントサイドメンバ(サイドメンバ)
12 クロージングプレート
14 閉断面
14a 上面
14b 下面
14c 外側面
16 レインフォースメント
16a 上部当接面
16b 下部当接面
16c 外側部当接面
16d 内側部当接面
16e 上傾斜面
16f 下傾斜面
16g 取付基準孔
18 バンパーステー
18a 上部突出面
18b 下部突出面
18c 外側部突出面
18d 内側部突出面
18e 上傾斜面
18f 下傾斜面
18g 取付基準孔
20 フックブラケット
22 締結ボルト

Claims (3)

  1. 車体前後方向に伸びる横断面略コ字状のサイドメンバの開口部に該開口部を覆うクロージングプレートが固定されて矩形状の閉断面が構成され、該閉断面内にバンパーステーの端部が挿入されて固定されるサイドメンバ構造において、
    前記バンパーステーの外周形状に合致した内周形状を有する筒状のレインフォースメント、前記矩形状の閉断面を構成する4面に当接さて該閉断面内に固定され
    前記矩形状の閉断面を構成する1つの側面の外面には、該側面を挟んで該側面に当接されるレインフォースメントと少なくともその一部が重なり合うフックブラケットが固定され、
    前記レインフォースメントは、前記フックブラケットが固定される前記側面に当接される側部当接面と、前記閉断面の上面及び下面に当接される上部当接面及び下部当接面と、側部当接面と上部当接面及び下部当接面との間をそれぞれ連結する上傾斜面及び下傾斜面とを備え、前記上傾斜面及び前記下傾斜面は、バンパーステーの端部に備えられた上傾斜面または下傾斜面に合致し、前記バンパーステーの端部該レインフォースメント内に内嵌さた状態で前記閉断面内に固定され、
    前記フックブラケット、前記閉断面を構成する1つの側面、前記レインフォースメントの側部当接面及び前記バンパーステーを締結ボルトが貫通することを特徴とするサイドメンバ補強構造。
  2. 前記レインフォースメントの前記側部当接面、前記上部当接面、前記下部当接面、前記上傾斜面及び前記下傾斜面に対応してバンパーステーの端部もこれら側部当接面、上部当接面、下部当接面、上傾斜面及び下傾斜面に合致する側部突出面、上部突出面、下部突出面、前記上傾斜面及び前記下傾斜面を備えており、
    前記レインフォースメントの側部当接面とバンパーステーの側部突出面にそれぞれ取付基準孔が穿設されて、該取付基準孔を貫通する前記締結ボルトによってバンパーステーが締結固定されることを特徴とする請求項1記載のサイドメンバ補強構造。
  3. 前記レインフォースメントは、その横断面が8角形の筒体であり、これに対応して前記バンパーステーの端部もその横断面が8角形の外周形状をなすことを特徴とする請求項1または2に記載のサイドメンバ補強構造。
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