JP3796834B2

JP3796834B2 - サイドメンバ補強構造

Info

Publication number: JP3796834B2
Application number: JP24039396A
Authority: JP
Inventors: 弘樹西山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1996-09-11
Filing date: 1996-09-11
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2016-09-11
Also published as: JPH1081259A

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３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が、前記矩形状の閉断面を構成する４面に当接され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が該レインフォースメント内に内嵌され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３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３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

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が、前記矩形状の閉断面を構成する４面に当接され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が該レインフォースメント内に内嵌され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。
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。
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。