JP2008037220A - 脱着式牽引フックの取付構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バンパーリインフォース1の前壁7,後壁8に前後方向に貫通する穴が形成され、管状のアルミ合金押出材からなるバンパーステイ2の軸部が前記穴内に嵌入し、電磁成形により拡管されて前記穴の内周面に圧接し、かつ軸部の前端が拡開して拡開部12が形成され、前壁7と後壁8の間に張出部13が形成され、後壁8の後方側に張出部14が形成され、これによりバンパーリインフォース1とバンパーステイ2が固定されている。サイドメンバー6とバンパーステイ2の間にナットプレート5が固定され、ナット4にバンパーステイ2の前方側から挿入される牽引フック19の雄ねじ部が螺合する。
【選択図】 図2
Description
雌ねじ部材は、一般に車体のサイドメンバーの軸線上において、サイドメンバー自体(特許文献1)、あるいはバンパーリインフォース又はバンパーステイ(特許文献2〜6)に固定されている。
一方、特許文献2〜6の構造の場合、バンパーリインフォース及びバンパーステイは、衝突時にサイドメンバーの圧壊に先だって圧壊し、衝突エネルギーを吸収する役割をもつものであるから、サイドメンバーに比べて強度的に劣り、牽引フックから加わる大きい牽引荷重及び牽引モーメントを支持するには適当とはいえない。合わせて特許文献2〜4の構造では、雌ねじ部材によりバンパーリインフォース又はバンパーステイの圧壊が妨げられ、特許文献5の構造でも雌ねじ部材によるバンパーステイの潰れ残りが発生しやすい。特許文献6の構造では、衝突時に後退する雌ねじ部材がサイドメンバーを傷付ける可能性があり、またバンパーリインフォースの牽引フックを通す位置に比較的大きい開窓を形成するので、その部分が衝突に対して脆弱になる可能性がある。
なお、本発明において、前はバンパーステイの軸方向でみればバンパーリインフォースの方向、後はその逆の方向を意味する。本発明はフロント側及びリア側のバンパー構造体に対し適用できる。
バンパーステイの取付部は、軸部の後端に一体形成したものでもよく、あるいは軸部の後端に他部材を固定してこれを取付部としたものでもよい。前者の場合、特許文献7に記載されたとおり、軸部の後端を電磁成形で拡管してフランジを形成し、このフランジを取付部とすることができる。後者の場合は、前記他部材の中央部に穴を形成し、この穴に前記軸部の後端を嵌入して電磁成形で拡管することにより軸部の後端に前記他部材を接合することができる。
さらに、本発明に係る脱着式牽引フックの取付構造では、バンパーリインフォースに形成された貫通穴(牽引フックを通す開口)の内周面にバンパーステイの軸部が密着し、この部分が補強されているため、従来技術のように開口の周辺が衝突に対して脆弱になることはなく、むしろ堅固になっている。
図1に、バンパーリインフォース1とこれを支持するバンパーステイ2からなるバンパー構造体3、雌ねじ部材(ナット)4が固定された牽引フック取付部材(ナットプレート)5、及びサイドメンバー6を示す。
バンパーリインフォース1は、断面口形のアルミニウム合金押出材からなり、前壁7、後壁8を有する。ただし、バンパーリインフォース1の断面は口形に限らず、日形、目形、田形など、他の中空断面形状を有していてもよい。バンパーリインフォース1の車幅方向の所定位置に前後方向に貫通する穴が形成され、その穴内にバンパーステイ2が嵌入している。
軸部9はバンパーリインフォース1の前記穴内に嵌入していて、前端が前壁7から少し突出している。軸部9はバンパーリインフォース1の穴、すなわち前壁7と後壁8に形成された穴の内周面に圧接し、前端の突出部が拡開して拡開部12が形成され、前壁7と後壁8の間で張出部13が形成され、さらに後壁8の後方側にも張出部14が形成され、後端に前記取付用フランジ10が形成されている。
サイドメンバー6は一般に鋼板を曲げ成形や溶接することにより略断面矩形状に形成され、前端にフランジ16を有し、そのフランジ16の前面にスタッドボルト17が立設している。
牽引時又は船による輸送時などには、牽引フック19をバンパーステイ2の前方側から軸部内に挿入し、先端に形成された雄ねじ部21をナット4にねじ込み、固定する。
また、この例では、ナット4がナットプレート5の後方側に配置され、サイドメンバー6内に位置していたが、ナットプレート5の前方側に配置することもでき、この場合もバンパーリインフォース1とバンパーステイ2の圧壊は妨げられない。
図4のバンパー構造体3Aでは、軸部9がバンパーリインフォース1の前記穴内に嵌入していて、バンパーリインフォース1の前壁7と後壁8に形成された穴の内周面に圧接し、前端の突出部が拡開して拡開部12が形成され、前壁7と後壁8の間で張出部13が形成され、後端に取付用フランジ10が形成されている点では同じであるが、後壁の後方側に張出部が形成されていない点で、図1のバンパー構造体3と異なる。バンパー構造体3Aでは、前壁7と後壁8の穴の内周面にバンパーステイ2の軸部9が圧接し、かつ前壁7が拡開部12と張出部13に挟まれ、これによりバンパーリインフォース1にバンパーステイ2が強固に固定されている。
このバンパー構造体3Aを形成するには、詳しくは特許文献7に記載されているように、管状のアルミニウム合金押出材の後壁8より後方側に突出した部分については、金型の内周面をアルミニウム合金押出材の外周面にほぼ密接させて包囲する(バンパー構造体3の場合は、金型の内周面とアルミニウム合金押出材の外周面の間に所定の距離を置いている)。それ以外の点は、先に説明したバンパー構造体3の形成方法と同じである。
このバンパー構造体3Bを形成するには、詳しくは特許文献7に記載されているように、まず管状のアルミニウム合金押出材の後端に例えば電磁成形により取付用フランジ10を形成し、次いでアルミニウム合金押出材をバンパーリインフォース1の穴内に前端が前壁7から少し突出するように嵌入させ、前壁7の近傍に電磁成形用コイルを挿入し、前壁7の近傍のみを電磁成形する。この電磁成形によりアルミニウム合金押出材は拡管し、前壁7の穴の内周面に圧接して密着し、前壁7から突出した部分は拡開して拡開部12が形成され、前壁7の後方側が外径方向に張り出して張出部22が形成される。
このバンパー構造体3Cを形成するには、詳しくは特許文献7に記載されているように、まず管状のアルミニウム合金押出材の後端に取付用フランジ10を、中間位置に張出部23を例えば電磁成形により形成し、次いでアルミニウム合金押出材をバンパーリインフォース1の穴内に張出部23が後壁8に当接するまで嵌入させ(このとき前端が前壁7から少し突出する)、前壁7の近傍に電磁成形用コイルを挿入し、前壁7の近傍のみを電磁成形する。この電磁成形によりアルミニウム合金押出材は拡管し、前壁7の穴の内周面に圧接して密着し、前壁7から突出した部分は拡開して拡開部12が形成され、前壁7の後方側が外径方向に張り出して張出部22が形成される。
図8は、バンパーリインフォース1とこれを支持するバンパーステイ2、及び雌ねじ部材(ナット)4が固定された牽引フック取付部材(ナットプレート)5からなるバンパー構造体33、及びサイドメンバー6を示す。バンパーリインフォース1、ナットプレート5及びサイドメンバー6の構造は、図1に示すものと基本的に同一である。
バンパーステイ2は管状のアルミニウム合金押出材から形成された軸部9と、軸部9の後端に固定された取付部(取付用フランジ)34からなり、取付用フランジ34の外周部にボルト穴11が形成されている。取付用フランジ34はアルミニウム板や鋼板を用いることができる。
軸部9はバンパーリインフォース1の前記穴内に嵌入していて、前端が前壁7から少し突出している。軸部9はバンパーリインフォース1の前壁7と後壁8に形成された穴の内周面に圧接し、前端の突出部が拡開して拡開部12が形成され、前壁7と後壁8の間で張出部13が形成され、さらに後壁の後方側に張出部35が形成され、後端に前記取付用フランジ34が固定されている。取付用フランジ34は、中央部に前方に突出するバーリング穴36が形成されたプレートからなり、軸部9の後端がバーリング穴36内に嵌入し、かつ拡開してバーリング穴36の内周面に圧接している。
なお、図2に示す脱着式牽引フックの取付構造と同様に、ナットプレート5をバンパーステイ2の取付用フランジ34とサイドメンバー6のフランジ16の間に単に挟んで固定したり、ナットプレート5をサイドメンバー6のフランジ16に、例えばスポット溶接により固定することもできる。また、ナット4をナットプレート5の前方側に配置することもできる。
バンパーステイ2は管状のアルミニウム合金押出材から形成された軸部9と、軸部9の後端に固定された取付部(取付用フランジ)39からなり、取付用フランジ39の外周部にボルト穴11が形成されている。取付用フランジ39はアルミニウム板や鋼板を用いることができる。
バンパー構造体38において、バンパーステイ2の軸部9は、バンパーリインフォース1の前記穴内に嵌入していて、前端が前壁7から少し突出している。軸部9はバンパーリインフォース1の前壁7と後壁8に形成された穴の内周面に圧接し、前端の突出部が拡開して拡開部12が形成され、前壁7と後壁8の間で張出部13が形成され、さらに後壁の後方側に張出部41が形成され、後端に前記取付用フランジ39が固定されている。取付用フランジ39は、周辺部と中央部に段差を有し、前記中央部に穴42が形成されたプレートからなり、軸部9の後端が穴42内に嵌入し、かつ拡管して穴42の内周面に圧接している。
バンパー構造体38は、さらにナットプレート5を取付用フランジ39に重ね、ボルト穴11,15を合わせて、両者をスポット溶接やセルフピアシングリベット等により固定したものである。
なお、図2に示す脱着式牽引フックの取付構造のように、ナットプレート5をバンパーステイ2の取付用フランジ39とサイドメンバー6のフランジ16の間に単に挟んで固定したり、ナットプレート5をサイドメンバー6のフランジ16に、例えばスポット溶接により固定することもできる。また、ナット4をナットプレート5の前方側に配置することもできる。
このバンパー構造体44では、ナットプレート5が取付部(バンパー構造体33における取付用フランジ34又はバンパー構造体38における取付用フランジ39に相当)を兼ねている。すなわち、バンパーステイ2は管状のアルミニウム合金押出材から形成された軸部9と、軸部9の後端に固定(例えばスポット溶接又はアーク溶接により)されたナットプレート5からなる。
バンパー構造体44において、バンパーステイ2の軸部9の後端部には小さいフランジ45が形成され、このフランジ45に前記ナットプレート5が固定されている。なお、この例ではナット4がナットプレート5の後方側に配置されているが、前方側に配置することもできる。軸部9の後端部以外の形状は、図9に示すバンパー構造体38のバンパーステイ2の軸部9と同じである。また、図1に示すバンパー構造体3のバンパーステイ2と比較すると、フランジ45が取付用フランジ10より小さい点のみが異なる。
バンパー構造体44の場合も、バンパーステイ2のフランジ45は取付用フランジ10のように拡管率を上げなくて済む。
図11に、バンパーリインフォース1とこれを支持するバンパーステイ2及び牽引フック取付部材からなるバンパー構造体46、及びサイドメンバー6を示す。バンパーリインフォース1及びサイドメンバー6の構造は、図1に示すものと基本的に同一である。
バンパーステイ2を構成する軸部9(管状のアルミニウム合金押出材からなる)の後端に部材47が固定されている。部材47はアルミニウム合金押出材を所定長さに切断したもので、2つのフランジ48,49と一対のウエブ51,52からなり、前方側の広幅のフランジ48がサイドメンバー6への取付部(以下、取付用フランジ48)であり、これはバンパーステイ2の本来の構成部材である。またフランジ49の後面側にナット4(例えばピアスナットやウエルドナット)が固定され、これは牽引フック取付部材(以下、ナットプレート49)である。なお、ナットをナットプレート49の前面側に固定することもできる。ナットプレート49はウエブ51,52を介して取付フランジ48と一体化されている。
バンパー構造体46では、軸部9を構成するアルミニウム合金押出材をバンパーリインフォース1の穴内に前端が前壁7から少し突出するように嵌入させ、後端部を取付用フランジ48の穴53に嵌入させるとともに後方側に少し突出させ、内部に電磁成形用コイルを挿入して電磁成形を行う。これによりアルミニウム合金押出材は拡管し、後端部以外の部分は図8に示すバンパー構造体33のバンパーステイ2と同様に成形され、後端部は取付用フランジ48の穴53の内周面に圧接し、さらに突出部が拡開して拡開部54が形成される。これによりバンパーリインフォース1にバンパーステイ2が強固に固定され、また取付用フランジ48の穴53の内周面にバンパーステイ2の軸部の後端部が圧接し、かつ取付用フランジ48が張出部41と軸部後端の拡開部54に挟まれ、バンパーステイ2に取付用フランジ48(すなわち部材47)が強固に固定される。
バンパー構造体46の場合も、バンパーステイ2の拡開部54は取付用フランジ10のように拡管率を上げなくて済む。
なお、図11のバンパー構造体46において、部材47はアルミニウム合金押出材を押出方向に垂直に切断して穴開けしただけのものであったが、図12の実線に示すように、フランジ49及びウエブ51,52の一部(図12に仮想線で示す押出方向前後の部分)を切削等により除去することができる。これにより、取付用フランジ48の十分な面積を確保しつつ、ナットプレート49(及びウエブ51,52)がサイドメンバー6の内部に収容できない事態を防止する。この方法は下記図13,14に示す部材に対しても適用できる。
バンパーステイ2を構成する軸部9の後端に部材56が固定されている。部材56はアルミニウム合金押出材を所定長さに切断したもので、3つのフランジ57〜59と一対のウエブ61,62からなり、前方側の広幅のフランジ57がサイドメンバー6への取付部(以下、取付用フランジ57)であり、これはフランジ58及びウエブ61,62の一部とともにバンパーステイ2の本来の構成部材である。またフランジ59の後面側にナット4が固定され、これは牽引フック取付部材(以下、ナットプレート59)である。なお、ナットをナットプレート59の前面側に固定することもできる。ナットプレート59はウエブ61,62を介して取付用フランジ57及びフランジ58と一体化されている。
バンパー構造体55では、軸部9を構成するアルミニウム合金押出材の後端部を穴64の後方側に少し突出させて電磁成形を行っている。これによりアルミニウム合金押出材は拡管し、後端部以外の部分は図11に示すバンパー構造体46のバンパーステイ2と同様に成形され、後端部は取付用フランジ57及びフランジ58の穴63,64の内周面に圧接し、取付用フランジ57とフランジ58の間が外径方向に張り出して張出部65が形成され、後端の突出部が拡開して拡開部66が形成される。これによりバンパーリインフォース1にバンパーステイ2が強固に固定され、また取付用フランジ57の穴63とフランジ58の穴64の内周面にバンパーステイ2の軸部の後端部が圧接し、かつ取付用フランジ57が張出部41と張出部65に挟まれ、フランジ58が張出部65と拡開部66に挟まれ、バンパーステイ2に取付用フランジ57(すなわち部材56)が強固に固定される。
バンパー構造体55では、軸部9の後端部が複数個のフランジに掛かって拡管されているので、部材56と軸部9はバンパー構造体46の部材48と軸部9よりさらに強固に固定される。
バンパーステイ2を構成する軸部9の後端に部材68が固定されている。部材68はアルミニウム合金押出材を所定長さに切断したもので、3つのフランジ69、71,72と一対のウエブ73,74からなり、中間の広幅のフランジ71がサイドメンバー6への取付部(以下、取付用フランジ71)であり、これはフランジ69及びウエブ73,74の一部とともにバンパーステイ2の本来の構成部材である。またフランジ72の後面側にナット4が固定され、これは牽引フック取付部材(以下、ナットプレート72)である。なお、ナットをナットプレート72の前面側に固定することもできる。ナットプレート72はウエブ73,74を介して取付用フランジ71と一体化されている。
バンパー構造体67では、軸部9を構成するアルミニウム合金押出材の後端部を穴76の後方側に少し突出させて電磁成形を行っている。これによりアルミニウム合金押出材は拡管し、図13に示すバンパー構造体55と同様に成形される。これによりバンパーリインフォース1にバンパーステイ2が強固に固定され、またフランジ69の穴75と取付用フランジ71の穴76の内周面にバンパーステイ2の軸部の後端部が圧接し、かつフランジ69が張出部41と張出部77に挟まれ、取付用フランジ71が張出部77と拡開部78に挟まれ、バンパーステイ2に取付用フランジ71(すなわち部材68)が強固に固定される。
図15(a)に示すバンパーリインフォース81はその一例であり、断面ハット形状の鋼製の基体82の端部位置(バンパーステイを固定する箇所)に鋼製のシート材83がスポット溶接により固定されている。バンパーリインフォース81は、前記位置において断面が中空であり、基体82の頂部84が本発明でいう前壁に相当し(以下、前壁84)、シート材83が同じく後壁に相当し(以下、後壁83)、前壁84と後壁83にそれぞれバンパーステイが嵌入する穴85,86(バンパーステイ1の前壁7と後壁8に形成された穴と同じ)が形成されている。
図15(b)に示すバンパーリインフォース91は他の例であり、2つの溝型鋼材92,93を向き合わせて上下壁をスポット溶接したものである。断面は全長にわたり中空で、バンパーステイを固定する箇所の前壁94及び後壁95には穴96,97が形成されている。
2 バンパーステイ
3,3A〜3D,33,38,44,46,55 バンパー構造体
4 ナット(雌ねじ部材)
5,49,59,72 ナットプレート(牽引フック取付部材)
6 サイドメンバー
9 バンパーステイの軸部
11,34,39,48,57,71 バンパーステイの取付用フランジ(取付部)
12,25,37,54,66 拡開部
13,14,22,23,35,41,65,77 張出部
19 牽引用フック
24,36 バーリング穴
42,53 穴
45 フランジ
47,56,68 部材
Claims (8)
- バンパーリインフォースを支持するバンパーステイが後端の取付部においてサイドメンバーの前端に固定され、前記バンパーリインフォースは少なくとも車幅方向所定位置において断面が中空で前壁及び後壁を有し、そこに前後方向に貫通する穴が形成されたものであり、前記バンパーステイは管状のアルミニウム合金押出材からなる軸部と該軸部の後端に一体形成され又は固定された取付部からなり、前記軸部は前記バンパーリインフォースの前記前壁及び後壁の穴内に嵌入し、前記軸部が前記バンパーリインフォースの前壁に形成された穴の内周面に圧接し、前記軸部の前端が拡開して拡開部が形成され、かつ前記前壁の後方側に張出部が形成されて前記前壁が前記拡開部と前記張出部の間に挟まれ、さらに前記バンパーステイの後端に雌ねじ部材が固定された牽引フック取付部材が配置され、前記雌ねじ部材に前記バンパーステイの前方側から軸部内に挿入される牽引フックの雄ねじ部が螺合することを特徴とする脱着式牽引フックの取付構造。
- 前記牽引フック取付部材が、前記雌ねじ部材が略中央部に固定されたプレートであることを特徴とする請求項1に記載された脱着式牽引フックの取付構造。
- 前記プレートが前記サイドメンバーの前端と前記バンパーステイの取付部の間に配置されていることを特徴とする請求項2に記載された脱着式牽引フックの取付構造。
- 前記プレートが前記バンパーステイの後端に固定されていることを特徴とする請求項2に記載された脱着式牽引フックの取付構造。
- 前記プレートが前記軸部の後端に固定され、前記バンパーステイの取付部を兼ねることを特徴とする請求項2に記載された脱着式牽引フックの取付構造。
- 前記バンパーステイの取付部は中央部に前方に突出するバーリング穴が形成されたプレートからなり、前記軸部が前記穴内に嵌入し、さらに前記軸部が外径方向に張り出し、軸部後端に前記バーリング穴の内周面に圧接する拡開部が形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載された脱着式牽引フックの取付構造。
- 前記軸部が前記バンパーリインフォースの後壁に形成された穴の内周面に圧接し、前記バンパーリインフォースの前壁と後壁の間に張出部が形成され、かつ前記後壁の後方側にも張出部が形成されて前記後壁が前後の張出部の間に挟まれていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載された脱着式牽引フックの取付構造。
- 前記バンパーステイの軸部が電磁成形により拡管し、これにより前記軸部が前記穴の内周面へ圧接し、かつ前記張出部及び拡開部が形成されたことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載された脱着式牽引フックの取付構造。
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