JP2013166430A - 車両骨格部材及び車両用ドアインパクトビーム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエルドナットが溶接されている部分を起点として、亀裂が生じることを抑制することができる車両骨格部材及び車両用ドアインパクトビーム構造を得る。
【解決手段】インパクトビーム１２は、車両用ドアに固定される前側固定部４０及び後側固定部４２を備えている。また、インパクトビーム１２は、車両用ドアの内部に延びる一般部４３を備えている。この一般部４３には、ウエルドナットが溶接された座面６０を備えた取付け部５０が設けられている。さらに、この座面６０の周縁部には段差部５６が形成されている。その結果、段差部５６が形成されている部分の剛性が向上すると共に、この段差部５６に囲まれた座面６０に生じる歪みが緩和される。
【選択図】図１

Description

本発明は車両骨格部材及び車両用ドアインパクトビーム構造に関する。

従来、骨格部材としてのインパクトビームを車両のドア内部に設けることによって、側面衝突時に該ドアがキャビンに侵入することを抑制した構造が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２００８−２７９９０３号公報

しかしながら、衝撃吸収材（以下、「ＥＡ材」という）等を取付けるためのウエルドナットがインパクトビームに溶接されている場合、側面衝突の際に、このウエルドナットが溶接されている部分を起点として、亀裂が生じることが考えられる。

本発明は上記事実を考慮し、衝突荷重が加わった際に、ウエルドナットが溶接されている部分を起点として、亀裂が生じることを抑制することができる車両骨格部材及び車両用ドアインパクトビーム構造を得ることが目的である。

請求項１記載の本発明に係る車両骨格部材は、車両の骨格をなす骨格部材と、前記骨格部材の一般部に設けられると共に、段差部が周縁部に形成されかつウエルドナットが溶接された座面と、を備えたことを特徴とする。

請求項１記載の本発明では、衝突荷重等が骨格部材に加わると、ウエルドナットが溶接された座面には歪みが生じる。しかしながら、本発明では、ウエルドナットが溶接された座面の周縁部に段差部が形成されている。そのため、段差部が形成されている部分の剛性が向上し、その結果、この段差部に囲まれた座面に生じる歪みが緩和される。

請求項２記載の本発明に係る車両骨格部材は、請求項１記載の車両骨格部材において、前記骨格部材の一般部には、膨出部及び該膨出部に沿って形成されたフランジ部が設けられ、かつ該フランジ部に前記座面が設けられたことを特徴とする。

請求項２記載の本発明では、衝突荷重が加わることによって、骨格部材の膨出部を屈曲させるような歪みが生じると、この膨出部に沿って形成されたフランジ部には、引張りの歪みが生じる。しかしながら、本発明では、フランジ部に設けられた座面の周縁部の剛性が段差部によって向上されている。そのため、この段差部に囲まれた座面に生じる引張りの歪みが緩和される。

請求項３記載の本発明に係る車両用ドアインパクトビーム構造は、請求項１又は請求項２記載の骨格部材が車両用ドアの内部に設けられたインパクトビームとされたことを特徴とする。

請求項３記載の本発明では、衝突荷重が車両用ドアに加わると、ドアアウタパネルが変形すると共に、このドアアウタパネルがインパクトビームの一般部に当接する。その結果、インパクトビーム本体が衝突荷重に抗すると共に、このインパクトビーム本体には歪みが生じる。また、この歪みは、ウエルドナットが溶接された座面にも生じる。しかしながら、本発明では、ウエルドナットが溶接された座面の周縁部に段差部が形成されている。そのため、段差部が形成されている部分の剛性が向上し、その結果、この段差部に囲まれた座面に生じる歪みが緩和される

請求項１及び請求項２記載の車両骨格部材及び請求項３記載の車両用ドアインパクトビーム構造は、衝突荷重が加わった際に、ウエルドナットが溶接されている部分を起点として、亀裂が生じることを抑制することができる、という優れた効果を有する。

本実施形態の車両用ドアインパクトビーム構造が適用されたインパクトビームを示す側面図である。 本実施形態のインパクトビームが適用されたフロントサイドドア及び該フロントサイドドアが設けられた車体を示す斜視図である。 （Ａ）はＥＡ材の取付け部を示す拡大側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の３Ｂ−３Ｂ線に沿った拡大断面図である。 （Ａ）は本発明が適用されていないインパクトビームの取付け部に生じる歪みを示した模式図であり、（Ｂ）は本発明が適用されたインパクトビームの取付け部に生じる歪みを示した模式図である。 （Ａ）は変形例に係る取付け部を示す拡大側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の５Ｂ−５Ｂ線に沿った拡大断面図である。 （Ａ）は変形例に係る取付け部を示す拡大側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の６Ｂ−６Ｂ線に沿った拡大断面図である。 （Ａ）は変形例に係る取付け部を示す拡大側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の７Ｂ−７Ｂ線に沿った拡大断面図である。

図１〜図３を用いて、本発明の実施形態に係る車両用ドアインパクトビーム構造について説明する。なお、車両前後方向前方側を矢印ＦＲで示し、車幅方向外側を矢印ＯＵＴで示し、車両上下方向上側を矢印ＵＰで示す。また、以下の説明で、特記なく前後、上下の方向を用いる場合は、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下を示すものとする。

図２に示されるように、本実施形態の車両用ドアインパクトビーム構造１０が適用されたインパクトビーム１２は、車体１４の側部に設けられたフロントサイドドア１６の内部に設けられている。以下、先ず車体１４の側部について説明し、次いでフロントサイドドア１６について説明し、最後にインパクトビーム１２について説明する。

（車体１４の側部）
車体１４の側部は、車両前後方向に延びるロッカ１８と、このロッカ１８の前端部から車両上方側に延びるフロントピラー２０と、このフロントピラー２０の上端部から車両後方側に延びるルーフサイドレール２２と、を備えている。また、車体１４の側部は、ルーフサイドレール２２の後端部から車両下方側に延びると共に、下端部がロッカ１８の後端部に接続された図示しないリヤピラーを備えている。さらに、車体１４の側部は、ルーフサイドレール２２の車両前後方向の中間部とロッカ１８の車両前後方向の中間部とを繋ぐセンタピラー２４を備えている。

以上説明したロッカ１８、フロントピラー２０、ルーフサイドレール２２、リヤピラー、及びセンタピラー２４によって、車体１４の側部には、フロントサイドドア開口部２６及びリヤサイドドア開口部２８が形成されている。このフロントサイドドア開口部２６及びリヤサイドドア開口部２８がフロントサイドドア１６及びリヤサイドドア３０によって閉止されることによって、キャビン３２と車外側とが開閉可能に隔成されている。

（フロントサイドドア１６）
車両用ドアとしてのフロントサイドドア１６は、該フロントサイドドア１６が閉扉状態（フロントサイドドア１６がフロントサイドドア開口部２６を閉止した状態）において、車両前後方向に延在すると共に、車体１４の外観意匠の一部を形成するドアアウタパネル３４を備えている。また、フロントサイドドア１６は、ドアアウタパネル３４の車幅方向内側に配置されると共に、車両前後方向に延在するドアインナパネル３６を備えている。以上説明した、ドアアウタパネル３４の前端部、後端部及び下端部が車幅方向内側に向けて折り返されてヘミング加工が施されることによって、ドアアウタパネル３４がドアインナパネル３６に接合されている。その結果、ドアアウタパネル３４とドアインナパネル３６との間には、インパクトビーム１２が設けられる空間が形成されている。

（インパクトビーム１２）
骨格部材としてのインパクトビーム１２は、フロントサイドドア１６が閉扉状態において、車両前後方向に沿って長尺状に形成されていると共に、フロントサイドドア１６を構成するドアアウタパネル３４とドアインナパネル３６との間に配置されている。また、インパクトビーム１２の前端部及び後端部はフロントサイドドア１６に固定されている。また、このインパクトビーム１２の前端部及び後端部は、車両側面視でフロントピラー２０及びセンタピラー２４に重なるように配置されている。さらに、インパクトビーム１２の車両前後方向の中間部位にはＥＡ材３８が取付けられている。

さらに詳しく説明すると、図１に示されるように、インパクトビーム１２は２点鎖線で示された鋼板材料が加熱（一例として８３０℃以上に加熱）された状態において、プレス加工が施されることによって形成されている（所謂ホットプレス加工により形成されている）。また、インパクトビーム１２は、フロントサイドドア１６の前端部に固定される前側固定部４０（固定部）と、フロントサイドドア１６の後端部に固定される後側固定部４２（固定部）と、を備えている。さらに、インパクトビーム１２は、前側固定部４０と後側固定部４２とを繋ぐ一般部４３を備えている。この前側固定部４０、後側固定部４２及び一般部４３によってインパクトビーム１２の本体が形成されている。また、インパクトビーム１２の一般部４３には、車幅方向外側に向けて膨出するように形成され、かつ該インパクトビーム１２の長手方向に沿って延びる膨出部４４が形成されている。さらに、膨出部４４の上端及び下端には、車両前後方向に延びるフランジ部としての上側フランジ部４６及び下側フランジ部４８がそれぞれ形成されている。また、上側フランジ部４６には、ＥＡ材３８（図２参照）が取付けられる取付け部５０が設けられている。

図３（Ａ）に示されるように、取付け部５０には、ＥＡ材３８（図２参照）を固定するためのボルトが挿通される第１貫通孔５２及び第２貫通孔５４がインパクトビーム１２の長手方向に沿って設けられている。この第１貫通孔５２及び第２貫通孔５４の周りには、該第１貫通孔５２及び第２貫通孔５４を囲むように設けられた段差部５６がそれぞれ形成されている。この段差部５６は、車両側面視で膨出部４４（図１参照）側が閉止された略Ｕ字状に形成されている。また、図３（Ｂ）に示されるように、この段差部５６が形成されることによって、第１貫通孔５２及び第２貫通孔５４が設けられた部分が車幅方向外側にオフセットしている。このオフセットされた部分かつ車幅方向外側の面は、ウエルドナット５８が溶接にて接合される座面６０とされている。

（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

図２（Ａ）に示された車体１４の側部に、側面衝突による衝突荷重が加わると、ドアアウタパネル３４が変形すると共に、このドアアウタパネル３４がインパクトビーム１２の膨出部４４に当接する。その結果、図４（Ｂ）に示されるように、インパクトビーム１２の膨出部４４には、該膨出部４４を屈曲させるような歪みが生じると共に、ウエルドナット５８（図３（Ｂ）参照）が溶接された座面６０が設けられた取付け部５０には、引張りの歪みＳ２が生じる。しかしながら、本実施形態では、ウエルドナット５８が溶接された座面６０の周縁部に段差部５６が形成されている。そのため、段差部５６が形成されている部分の剛性が向上する。その結果、この段差部５６に囲まれた座面６０に生じる引張りの歪みが緩和され、ひいてはウエルドナット５８が溶接されている部分を起点として、亀裂が生じることを抑制することができる。反対に、図４（Ａ）に示されるように、ウエルドナット５８が溶接された座面６０の周縁部に段差部５６が形成されていない場合においては、この座面６０に生じる引張りの歪みＳ１を緩和することが困難となる。その結果、座面６０の板厚の増加などの対応をする必要が生じる。

（変形例）
次に、本実施形態の取付け部の変形例について説明する。なお、上記実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。

図５（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、第１変形例に係る取付け部６２は、第１貫通孔５２及び第２貫通孔５４を円形状に囲むように設けられた段差部６４が該第１貫通孔５２及び第２貫通孔５４の周りにそれぞれ形成されていることに特徴がある。

また、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、第２変形例に係る取付け部６６は、第１貫通孔５２及び第２貫通孔５４の両貫通孔を長円形状に囲むように設けられた段差部６８が、該第１貫通孔５２及び第２貫通孔５４の周りに形成されていることに特徴がある。

さらに、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、第３変形例に係る取付け部７０は、第１貫通孔５２及び第２貫通孔５４の両貫通孔を囲むように設けられると共に、膨出部４４側が閉止された略Ｕ字状の段差部７２が、該第１貫通孔５２及び第２貫通孔５４の周りに形成されていることに特徴がある。

（本変形例の作用並びに効果）
次に、本変形例の作用並びに効果について説明する。

側面衝突による衝突荷重が加わることによって、引張りの歪みが取付け部６２，６６，７０に生じたとしても、本変形例の取付け部６２，６６，７０には、上記構成の段差部６４，６８，７２が設けられている。そのため、上記実施形態と同様に、ウエルドナット５８が溶接された座面６０に生じる引張りの歪みを緩和することができる。

なお、上記実施形態及び変形例では、ＥＡ材３８の取付け部５０，６２，６６，７０を上側フランジ部４６に設けた例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＥＡ材３８の取付け部を下側フランジ部４８や膨出部４４に設けた構成としても良い。このように、ＥＡ材３８の取付け部をインパクトビーム１２のどの部分に設けるかについては、車両用ドアの内部の構造等を考慮して適宜設定すればよい。

また、上記実施形態及び変形例では、ＥＡ材３８を取付け部５０，６２，６６，７０に取付けた例について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、他の機能部品を取付けても良い。

さらに、上記実施形態及び変形例では、本発明をフロントサイドドア１６に設けられたインパクトビーム１２に適用した例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明をリヤサイドドア３０に設けられたインパクトビームやスライドドアに設けられたインパクトビームに適用しても良い。

また、上記実施形態及び変形例では、ウエルドナット５８が接合される座面６０を車幅方向外側の面に設けた例について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、例えば、座面を車幅方向内側の面に設けた構成としてもよい。

なお、上記実施形態及び変形例においては、本発明をインパクトビームに適用した例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、車両のピラーやフロントサイドメンバ等の骨格部材に本発明を適用することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０ 車両用ドアインパクトビーム構造
１２ インパクトビーム
４０ 前側固定部（固定部）
４２ 後側固定部（固定部）
４３ 一般部
４４ 膨出部
４６ 上側フランジ部（フランジ部）
４８ 下側フランジ部（フランジ部）
５６ 段差部
５８ ウエルドナット
６０ 座面
６４ 段差部
６８ 段差部
７２ 段差部

Claims (3)

1. 車両の骨格をなす骨格部材と、
   前記骨格部材の一般部に設けられると共に、段差部が周縁部に形成されかつウエルドナットが溶接された座面と、
   を備えた車両骨格部材。
2. 前記骨格部材の一般部には、膨出部及び該膨出部に沿って形成されたフランジ部が設けられ、かつ該フランジ部に前記座面が設けられた請求項１記載の車両骨格部材。
3. 請求項１又は請求項２記載の骨格部材が車両用ドアの内部に設けられたインパクトビームとされた車両用ドアインパクトビーム構造。