JP2012035810A - Exterior beam for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に配置されるバンパー等の車両用外装ビームに関する。 The present invention relates to an exterior beam for a vehicle such as a bumper disposed in a vehicle.
一般的なトラック等の車高の高い車両には、車高の低い乗用車等が衝突した際の潜り込みを防止するために、車両の下方にバンパーが設けられている。このバンパーは、スチール又はアルミニウム合金等によって一般的に角筒状に形成されており、車両への取付け時には、ボルト等で締結して使用される。 In general vehicles such as trucks having a high vehicle height, a bumper is provided below the vehicle in order to prevent a car from falling when a low vehicle height collides. This bumper is generally formed in a square tube shape from steel, aluminum alloy, or the like, and is used by fastening with a bolt or the like when attached to a vehicle.
例えば、特許文献1には、アルミニウム合金押出形材の板状壁に、中空内部からピアスナットを打ち込んで、板状壁に固定する締結方法が提案されている。
ピアスナットは、かしめダイスで裏面を支持した金属板に、打ち込みパンチでナットを打ち込み、ナット自体で金属板を打ち抜くと同時に、打ち抜いた穴の周縁をかしめ、金属板に固着するナットである。このピアスナットにおいては、かしめ力が小さいと板状壁から脱落することがあり、ボルト締付作業が良好に行えない場合がある。そのため、ピアスナットを設置するには、ナット自体で打ち抜くことができ、且つ、かしめ力に耐え得る強度の厚みを持った板状壁を構成する必要がある。
そこで、板状壁は想定される衝突荷重に応じてその断面形状や板厚が設定されるが、特許文献1のピアスナットにおいては、ピアスナットが打ち込まれる板状壁の一部に、他の部分より板厚の大きい肉厚部を形成して、かしめ力を高めている。
For example, Patent Literature 1 proposes a fastening method in which a pierce nut is driven into a plate-shaped wall of an aluminum alloy extruded profile from the inside of the hollow and fixed to the plate-shaped wall.
The pierce nut is a nut that is driven into a metal plate that supports the back surface with a caulking die with a driving punch, and the metal plate is punched out with the nut itself, and at the same time, the periphery of the punched hole is caulked and fixed to the metal plate. In this pierce nut, if the caulking force is small, it may fall off from the plate-like wall, and the bolt tightening operation may not be performed well. Therefore, in order to install the pierce nut, it is necessary to configure a plate-like wall having a thickness that can be punched by the nut itself and can withstand the caulking force.
Then, although the cross-sectional shape and plate | board thickness are set according to the impact load assumed for a plate-shaped wall, in the pierce nut of patent document 1, other part of the plate-like wall in which a pierce nut is driven is another A thick part having a thickness greater than that of the part is formed to increase the caulking force.
また、アルミニウム合金等により形成されたバンパーと、フレーム部材とを結合する方法として、特許文献2に提案されるようなかしめナットを用いる締結方法が知られている。この場合、バンパーの貫通孔周りにかしめナットをかしめて固定したうえで、フレーム部材の貫通孔にボルトを通してかしめナットに螺合させることにより、締結することができる。 Further, as a method of joining a bumper formed of an aluminum alloy or the like and a frame member, a fastening method using a caulking nut as proposed in Patent Document 2 is known. In this case, after the caulking nut is caulked and fixed around the through hole of the bumper, the bolt can be screwed into the caulking nut through the through hole of the frame member and fastened.
ところで、近年では、バンパーを軽量化するために、アルミニウム合金等の押出材の周壁は、比較的薄肉に形成されるようになっている。
そのため、バンパーの締結に特許文献1に示すピアスナットを用いた場合には、打ち込み部を含むその周辺部分を肉厚に形成するなどしてかしめ力を確保するとともに、その打ち込み部自体を打ち抜けるように形成する必要がある。
また、ピアスナットは限界トルクが低く、ピアスナットとボルトとの共回りを起こし易いため、高トルクでの締結が難しいものとなっている。
Incidentally, in recent years, in order to reduce the weight of the bumper, the peripheral wall of an extruded material such as an aluminum alloy has been formed to be relatively thin.
Therefore, when the pierce nut shown in Patent Document 1 is used for fastening the bumper, the caulking force is secured by forming the peripheral portion including the driving portion thick, and the driving portion itself is punched through. Need to be formed.
In addition, since the limit torque of the pierce nut is low and the pierce nut and the bolt are likely to rotate together, it is difficult to fasten with the high torque.
バンパーの締結に、特許文献2に示すかしめナットを用いた場合においても、かしめ部分で共回りを引き起こし易く、共回り防止のために、かしめナットにローレット加工を施したり、下穴径を厳密に管理したりするなどの対策が必要である。 Even when the caulking nut shown in Patent Document 2 is used for fastening the bumper, it is easy to cause co-rotation at the caulking portion. To prevent co-rotation, the caulking nut is knurled or the diameter of the prepared hole is strictly set. Measures such as management are necessary.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、簡易な構成で締結部材の共回りを防止し、確実に固定できる車両用外装ビームを提供する。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an exterior beam for a vehicle that can prevent the fastening member from rotating together with a simple configuration and can be reliably fixed.
本発明の車両用外装ビームは、ビーム本体の取付孔に挿入したかしめナットの周壁部を座屈させて半径方向外方に膨出させた拡径部を形成することにより前記かしめナットを前記ビーム本体に固定してなる車両用外装ビームであって、前記取付孔は長穴形状とされ、前記かしめナットの周壁部の一部が前記取付孔の長穴形状に沿って変形して設けられていることを特徴とする。 The exterior beam for a vehicle according to the present invention includes a caulking nut inserted into the mounting hole of the beam body to buckle a peripheral wall portion of the caulking nut to form a diameter-expanded portion that bulges outward in the radial direction, thereby causing the caulking nut to move toward the beam. A vehicle exterior beam fixed to a main body, wherein the mounting hole has an elongated hole shape, and a part of a peripheral wall portion of the caulking nut is deformed and provided along the elongated hole shape of the mounting hole. It is characterized by being.
このように形成される車両用外装ビームは、かしめナットを取付孔に挿入すると、取付孔の長手方向の両端部に隙間が形成される。この状態で、かしめナットの周壁部を膨出させて固定すると、その隙間に周壁部の一部が食い込み、変形してかしめられる。その食い込み部が回り止めとして機能するので、外装ビームの車両への取付時には、かしめナットと締結ボルトとの共回りを確実に防止することができ、外装ビームを強固に固定することができる。 When the caulking nut is inserted into the mounting hole, the vehicle exterior beam formed in this way forms a gap at both ends in the longitudinal direction of the mounting hole. In this state, when the peripheral wall portion of the caulking nut is bulged and fixed, a part of the peripheral wall portion bites into the gap and is deformed and caulked. Since the biting portion functions as a rotation stopper, when the exterior beam is attached to the vehicle, it is possible to reliably prevent the caulking nut and the fastening bolt from rotating together, and the exterior beam can be firmly fixed.
また、本発明の車両用外装ビームにおいて、前記取付孔は、幅方向の長さに対する長手方向の長さの比率が、1.1以上1.4以下であるとよい。
このように、取付孔の長穴形状を設定することにより、取付孔とかしめナットとの隙間に、かしめナットの周壁部を確実に食い込ませることができ、かしめナットと締結ボルトとの共回りを確実に防止することができる。
幅方向の長さに対する長手方向の長さの比率が1.1未満では、前述した隙間が小さ過ぎて、かしめナットの食い込みが少なく、回り止めとしての機能が十分に得られない。また、比率が1.4を超えると、かしめナットの食い込みが大きくなり、芯ずれ等が生じ易くなる。
In the vehicle exterior beam of the present invention, the mounting hole may have a ratio of a length in the longitudinal direction to a length in the width direction of 1.1 or more and 1.4 or less.
In this way, by setting the shape of the elongated hole of the mounting hole, the circumferential wall portion of the caulking nut can surely bite into the gap between the mounting hole and the caulking nut, and the caulking nut and the fastening bolt can rotate together. It can be surely prevented.
When the ratio of the length in the longitudinal direction to the length in the width direction is less than 1.1, the above-described gap is too small, and the caulking nut is not sufficiently bitten and the function as a rotation stopper cannot be obtained sufficiently. On the other hand, when the ratio exceeds 1.4, the caulking nut bites more and misalignment is likely to occur.
本発明によれば、ビーム本体の取付孔を長穴形状とする簡易な構成でありながら、締結部材の共回りを防止し、確実に固定することができる車両用外装ビームを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, although it is the simple structure which makes the attachment hole of a beam main body a long hole shape, the joint beam of a fastening member can be prevented and the exterior beam for vehicles which can be fixed reliably can be provided. .
以下、本発明の車両用外装ビームの一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態の車両用外装ビーム100は、図1に示すように、角筒状に形成されたビーム本体10の取付孔11に、締結部材であるかしめナット20を固定して構成される。
Hereinafter, an embodiment of a vehicle exterior beam according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the vehicle
ビーム本体10は、図1に示すように、アルミニウム合金の押出成形によって角筒状に形成されており、取り付けられる車両の幅寸法と同程度の長さに形成されている。
そして、ビーム本体10の周壁には、かしめナット20を挿入して固定する取付孔11が設けられている。
取付孔11は、図2に示すように、長穴形状とされており、その長手方向の長さを長径Lとし、長手方向に直交する幅方向の長さを短径Sとすると、短径Sに対する長径Lの比率L/S(長穴比)は、1.1以上1.4以下となるように形成されている。また、取付孔11の長手方向の両端部は、短径Sとほぼ同じ寸法を直径とする円弧形状とされている。
As shown in FIG. 1, the
A
As shown in FIG. 2, the
かしめナット20は、図4(a)に示すように、筒状の円筒体21で形成されており、その一端にフランジ部22を有している。円筒体21の先端は肉厚に形成されるとともに、その内側に雌ねじ部23が形成されている。そして、円筒体21の雌ねじ部23とフランジ部22との間は、開口径を円筒体21の先端よりも大きくして薄肉に形成された周壁部24となっている。
As shown in FIG. 4A, the
このように構成されるかしめナット20は、以下のようにしてビーム本体10に固定される。
まず、図4(a)に示すように、かしめナット20をビーム本体10の取付孔11に挿入するとともに、フランジ部22をビーム本体10の外壁に当接させると、取付孔11の長手方向の両端部に隙間11aが形成される。この状態で、フランジ部22側から締結ボルト30を挿入して雌ねじ部23に螺合させるとともに、かしめ工具(図示略)によりフランジ部22を固定してねじ締めを行うことにより、円筒体21の先端がビーム本体10の内壁側に引き寄せられ、薄肉に形成された周壁部24が半径方向外方に膨出して座屈して、図4(b)及び図3に示すように、拡径部25が形成される。そして、さらに締結ボルト30を締め込むと、かしめナット20のフランジ部22と拡径部25とにビーム本体10の壁が挟持されてかしめられる。この際、膨出したかしめナット20の拡径部25の端面から取付孔11に挿入されている部分で、周壁部24の一部が取付孔11とかしめナット20との隙間11aに食い込み、取付孔11の長穴形状に沿って変形して固定される。
The
First, as shown in FIG. 4A, when the
このように構成される外装ビーム100の車両への取付時には、かしめナット20の周壁部24における隙間11aへの食い込み部25aが回り止めとして機能するので、かしめナット20と締結ボルト30との共回りを確実に防止することができ、外装ビーム100を強固に固定することができる。
When the
次に、本発明の車両外装ビームに係る実施例について説明する。
図2に示すように、取付孔11の長手方向の長さを長径Lとし、長手方向に直交する幅方向の長さを短径Sとし、ビーム本体の代わりに、表1に示す条件で取付孔11を形成した試料片15を作製し、それぞれの試料片15にかしめナット20を固定して、各試料片15に固定されたかしめナット20の取付強度を確認した。
表1の「長穴比」は、短径Sに対する長径Lの比率L/Sである。長穴比L/Sの値が大きくなる程、短径Sに対して長径Lが長く形成されていることを示す。例えば、長穴比L/Sが1の場合は、短径Sと長径Lとが同じ長さの場合であり、長穴形状ではなく、円形状であることを示す。
Next, an embodiment according to the vehicle exterior beam of the present invention will be described.
As shown in FIG. 2, the length of the
The “long hole ratio” in Table 1 is the ratio L / S of the long diameter L to the short diameter S. It shows that the long diameter L is formed longer than the short diameter S as the value of the long hole ratio L / S increases. For example, when the long hole ratio L / S is 1, it is the case where the short diameter S and the long diameter L are the same length, which indicates that the shape is not a long hole shape but a circular shape.
試料片15には、板厚10mmのアルミニウム合金板を用い、図5に示すように、かしめナット20を取り付けた各試料片15に鋼板40を重ねて固定した状態で、鋼板40の挿入孔41から挿入した締結ボルト30をかしめナット20に螺合し、トルクレンチ50で締結ボルト30にトルクを加え、かしめナット20と締結ボルト30との共回り又は、ねじ破壊や締結ボルト30の破断が生じるまで締結ボルト30にトルクを加え続けた。その結果を表1に示す。
As the
表1の「○」は、共回りや芯ずれが発生することがなく、ねじ破壊が生じるまでトルクを加え続けることができた試料片を示している。共回りは、締結ボルト30とかしめナット20とが一緒に回ってしまうことを示し、芯ずれは、試料片15の取付孔11とかしめナット20の雄ねじ部との軸芯がずれて、締結ボルト30を途中までしか挿入できない状態となることを示す。
“◯” in Table 1 indicates a sample piece in which torque can be continuously applied until screw breakage occurs without occurrence of co-rotation or misalignment. Co-rotation indicates that the
表1に示すとおり、長穴比L/Sが1であり円形状の取付孔11の場合は、共回りが発生しているが、長穴比L/Sが1.1以上1.4以下の場合には、共回りが発生することはなく、ねじ破断が生じるまで締結ボルト30を締め込むことができた。このときの最大トルクは全て45N・m以上となり、強固に固定されていた。
一方、長穴比L/Sが大き過ぎる場合(1.5以上)には、かしめナット20のフランジ部22が変形したり、芯ずれが生じたりと、最後まで締結ボルト30を締め込むことができなかった。
As shown in Table 1, when the long hole ratio L / S is 1 and the circular mounting
On the other hand, if the long hole ratio L / S is too large (1.5 or more), the
以上のように、長穴比L/Sを1.1未満にした場合、取付孔11の長手方向の両端部に隙間11aを十分に確保できず、かしめナット20の周壁部24をその隙間11aに食い込ませることができないため、回り止めとしての機能が十分に得られないことがある。また、比率が1.4を超える場合には、かしめナット20の周壁部24の一部が隙間11aに脱落したり、かしめナット20のフランジ部22が変形したりして、取付孔11とかしめナット20との軸芯がずれる等の弊害が生じるおそれがあるため、取付孔11の長穴比L/Sは1.1以上1.4以下に設定されることが好ましい。
As described above, when the long hole ratio L / S is less than 1.1, the
なお、本発明は上記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
上記の実施形態においては、取付孔の長手方向両端部を、短径Sとほぼ同じ寸法を直径とする円弧形状として形成していたが、取付孔の長手方向両端部を平面形状として、取付孔を長方形で構成してもよい。
In addition, this invention is not limited to the thing of the structure of the said embodiment, In a detailed structure, a various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
In the above embodiment, both ends in the longitudinal direction of the mounting hole are formed in an arc shape having a diameter that is substantially the same as the minor axis S. However, both ends in the longitudinal direction of the mounting hole are formed in a planar shape, and the mounting hole You may comprise by a rectangle.
なお、上記の実施形態においては、車両に車両用外装ビームを取り付ける場合について説明したが、本発明は、車両用外装ビームにランプやライセンスプレート、ハーネス等の周辺部品を取り付ける場合にも使用される。
また、ビーム本体は角筒状に形成されるものだけではなく、例えば、中空部を持たない横断面がC型形状等のビーム本体にも、本発明を適用することができる。
In the above embodiment, the case where the vehicle exterior beam is attached to the vehicle has been described. However, the present invention is also used when peripheral components such as a lamp, a license plate, and a harness are attached to the vehicle exterior beam. .
Further, the present invention can be applied not only to a beam main body formed in a rectangular tube shape but also to a beam main body having a C-shaped cross section having no hollow portion, for example.
100 車両用外装ビーム
10 ビーム本体
11 取付孔
11a 隙間
15 試料片
20 かしめナット
21 円筒体
22 フランジ部
23 雌ねじ部
24 周壁部
25 拡径部
25a 食い込み部
30 締結ボルト
40 鋼板
41 挿入孔
50 トルクレンチ
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