JP5960116B2

JP5960116B2 - 車両用のパイプ状補強部材

Info

Publication number: JP5960116B2
Application number: JP2013262057A
Authority: JP
Inventors: 和章北口; 彰尾林; 中西　誠; 誠中西; 剛志中山
Original assignee: Toyoda Iron Works Co Ltd
Current assignee: Toyoda Iron Works Co Ltd
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2016-08-02
Anticipated expiration: 2033-12-19
Also published as: EP3085560A4; CN105916713A; US20170029033A1; JP2015116948A; WO2015093069A1; EP3085560A1; CN105916713B

Description

本発明は車両用のパイプ状補強部材に係り、特に、取付部の座屈を抑制して所定の補強性能が安定して得られるようにする技術に関するものである。

(a) 金属板材を丸めて閉じ合わせた筒形状のパイプ部と、(b) 平坦な取付座を有して前記パイプ部の長手方向の端部にその長手方向へ延び出すように前記金属板材にて一体に設けられた取付部と、を備え、(c) 前記取付座の着座面が車両の取付対象に密着するように配設される車両用のパイプ状補強部材が知られている。特許文献１に記載のインパクトビームはその一例で、車両のサイドドア等に配設されて側面衝突時の衝撃荷重に対する補強を行うものであり、取付部（継ぎ手部３）は着座面側へＬ字状に折り曲げられて取付座がドア等に密着させられ、ボルト等により一体的に固定されるようになっている。

特開平１１−２０７４２４号公報

しかしながら、このような従来のパイプ状補強部材においては、両端の取付部がＬ字状に折り曲げられているため、例えばパイプ部の長手方向の成分を有する外力（衝撃荷重など）が加えられた場合など、そのＬ字状の折れ曲がり部が座屈し易く、パイプ部による補強性能が適切に得られない可能性があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、取付部の座屈を抑制してパイプ部による補強性能が安定して得られるようにすることにある。

かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 金属板材を丸めて閉じ合わせた筒形状のパイプ部と、(b) 平坦な取付座を有して前記パイプ部の長手方向の端部にその長手方向へ延び出すように前記金属板材にて一体に設けられた取付部と、を備え、(c) 前記取付座の着座面が車両の取付対象に密着するように配設される車両用のパイプ状補強部材において、(d) 前記取付座は、筒状部を介して前記着座面側へ突き出すように設けられているとともに、(e) 前記取付部の前記筒状部の両側に位置する両側端部には、その筒状部と同じく前記着座面側へ突き出すように一対の側部フランジが設けられており、(f) 前記パイプ部の中心線に対して直角な断面において、前記取付座の両側には前記筒状部および前記側部フランジによって前記着座面と反対側へＵ字状乃至はＪ字状に凹んだ回曲部が形成されていることを特徴とする。

なお、上記Ｕ字状乃至はＪ字状は、Ｌ字のように単に９０°折れ曲がっているだけではなく、その先端が更に４５°以上折り曲げられ、全体として１３５°以上の角度で回曲していることを意味する。

第２発明は、第１発明の車両用のパイプ状補強部材において、(a) 前記取付座は、前記パイプ部の中心線と平行で且つその中心線とそのパイプ部の閉じ合わせ部分とを結ぶ直線に対して直角になる姿勢で設けられており、(b) 前記パイプ部の中心線まわりにおいて前記閉じ合わせ側が車両の外側向き、言い換えれば衝撃荷重等の外力が加えられる側、になる姿勢で配設されることを特徴とする。

第３発明は、第１発明または第２発明の車両用のパイプ状補強部材において、(a) 前記取付座には、締結ねじが挿通させられる締結穴が設けられているとともに、その取付座はその締結穴を含んで円板形状を成しており、(b) 前記筒状部は、前記パイプ部側を含む半円以上の部分円筒形状を成していることを特徴とする。

このような車両用のパイプ状補強部材においては、取付座が筒状部を介して着座面側へ突き出すように設けられているため、取付対象に対してその着座面が密着するように配設して強固に固定することができる。また、筒状部の両側に位置する両側端部にはそれぞれ側部フランジが設けられており、パイプ部の中心線に対して直角な断面において取付座の両側には、それ等の筒状部および側部フランジによって着座面と反対側へＵ字状乃至はＪ字状に凹んだ回曲部が形成されているため、パイプ部の長手方向の成分を有する外力に対する剛性が高められ、取付部の座屈が抑制されてパイプ部による補強性能が安定して得られるようになる。

第２発明では、取付座がパイプ部の中心線と平行で且つその中心線とパイプ部の閉じ合わせ部分とを結ぶ直線に対して直角になる姿勢で設けられており、その閉じ合わせ側が車両の外側向きになる姿勢で配設されるため、車両の外側から加えられる衝撃荷重等の外力に対してパイプ部による補強性能が適切に得られる。

第３発明では、取付座が円板形状で、筒状部が半円以上の部分円筒形状を成しているため、その筒状部の両側の側部フランジと相まって取付部の剛性が適切に高められる。

本発明が適用されたインパクトビームの一例を示す図で、パイプ部の接合部側（突き合わせ側）と反対側から見た斜視図である。図１のインパクトビームをパイプ部の接合部側（突き合わせ側）から見た斜視図である。図１におけるIII −III 矢視部分であるパイプ部の拡大断面図である。図１におけるIV−IV矢視部分である取付部の拡大断面図で、車両の取付対象に固定された状態である。図１のインパクトビームが車両のサイドドアの内部に配設された状態の概略断面図である。

本発明の車両用のパイプ状補強部材は、例えば車両のサイドドアの内部や側面パネルの内側等に配設されるが、バックドアやエンジンフード、フロアパネルなど、車両の種々の部位の補強部材に適用できる。パイプ部は、断面が略円形になるように丸めた単純な円筒形状が適当であるが、中心線まわりの一部が平板形状とされていても良いし、断面が四角形等の角筒形状であっても良いなど、種々の態様が可能である。丸められた両側部は、突き合わせるようにしても良いし重ね合わせても良く、その閉じ合わせ部分は、必要に応じてアーク溶接等の溶接などで一体的に接合される。

平坦な取付座を有する取付部は、例えばパイプ部の長手方向の両端部にパイプ部を挟んで対称的に一対設けられ、その両方に本発明を適用することが望ましいが、非対称であっても良いし、一対の取付部の何れか一方のみに本発明を適用するだけでも良い。平坦な取付座は、例えばパイプ部の中心線と平行に設けられるが、パイプ部から離間する先端側程中心線から離間し、或いは中心線に接近する傾斜姿勢で設けることもできる。一対の側部フランジは、例えば筒状部の両側ではパイプ部の中心線と略平行に設けられ、そのまま徐々に丸められてパイプ部へ滑らかに移行するように構成される。

第２発明では、取付座がパイプ部の中心線と閉じ合わせ部分とを結ぶ直線に対して直角になる姿勢で設けられているが、他の発明の実施に際しては、取付対象の構造などを考慮して取付座の姿勢を適宜設定することができる。第２発明の実施に際しては、取付座は、例えばパイプ部の閉じ合わせ側の面を着座面として、その閉じ合わせ側へ突き出すように設けられるが、逆に、パイプ部の閉じ合わせ側と反対側の面を着座面として、その反対側へ突き出すように設けることも可能である。

パイプ部の中心線から着座面までの寸法ｔを、中心線からパイプ部の外周面までの寸法以上とすれば、平坦な取付対象に対してパイプ部が干渉することのないように、取付部を介してパイプ状補強部材を取り付けることができる。取付対象の構造によっては、寸法ｔがパイプ部の中心線から外周面までの寸法より小さくても、パイプ部が干渉しないように取り付けることができる。

第３発明では、取付座に締結穴が設けられ、締結ねじを用いて取付対象に固定されるようになっているが、溶接等の他の固定手段で取付座を取付対象に固定することも可能である。また、取付座が円板形状で、筒状部が半円以上の部分円筒形状を成しているが、これ等の形状は適宜定められる。筒状部を完全な円筒形状とすることも可能で、プレスによる絞り加工などで成形できる。筒状部は、先端側すなわち取付座側程小径となる截頭円錐形状等の先細形状とすることもできる。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が適用された車両用のインパクトビーム１０の斜視図で、図２はインパクトビーム１０の裏面側すなわち接合部１８側から見た斜視図である。また、図３は、図１におけるIII −III 矢視部分であるパイプ部１２の拡大断面図で、図４は、図１におけるIV−IV矢視部分である取付部１４の拡大断面図で、車両の取付対象２０に固定された状態である。このインパクトビーム１０はパイプ状補強部材に相当し、例えば図５に示すように車両用サイドドア２２の内部に配設されて、側面衝突時等に車両の外側から加えられる衝撃荷重で車両用サイドドア２２が車室内側へ変形することを抑制するためのものである。車両用サイドドア２２は、インナーパネル２４およびアウターパネル２６を備えており、インパクトビーム１０は、窓ガラス２８が一点鎖線で示すように下げられた場合でも干渉しないように、アウターパネル２６側に車両の前後方向（図５の紙面の表裏方向）に沿って配設される。図４の取付対象２０は、例えば補強すべきアウターパネル２６そのもの、或いはそのアウターパネル２６が取り付けられるドアフレームなどである。

インパクトビーム１０は、一枚の金属板材に曲げ加工、絞り加工等のプレス加工を行って一体に成形したもので、金属板材を丸めて閉じ合わせた円筒形状のパイプ部１２を主体として構成されている。パイプ部１２の閉じ合わせ部分では、金属板材の側端部が図３に示すように内側へ曲げられて突き合わされているとともに、アーク溶接による接合部１８によって長手方向に連続的にまたは断続的に接合されている。図５の車両用サイドドア２２に対しては、その接合部１８側すなわちパイプ部１２の閉じ合わせ側が車両の外側向きになる姿勢で配設される。

上記パイプ部１２の長手方向の両端には、それぞれその長手方向に延び出すように一対の取付部１４、１６がパイプ部１２と一体に設けられている。これ等の取付部１４、１６は、パイプ部１２を挟んで対称的に構成されており、それぞれ中央に締結穴３０が設けられた円板形状の平坦な取付座３２を備えている。取付座３２は、パイプ部１２の中心線Ｏと平行で且つ中心線Ｏと接合部１８とを結ぶ直線に対して略直角になる姿勢、すなわち図４において略左右方向になる姿勢で設けられている。また、その接合部１８側の面すなわち図４における下側の面が着座面３２ｆとされている。すなわち、その着座面３２ｆが取付対象２０に面接触するように密着させられた状態で、締結ねじ３４が締結穴３０内を挿通させられて取付対象２０のナット３６に螺合されることにより、インパクトビーム１０が取付対象２０に強固に一体的に固定される。

取付座３２はまた、パイプ部１２が取付対象２０等と干渉することなく取付対象２０に固定できるように、パイプ部１２側を含む周辺部から半円以上の部分円筒形状の筒状部３８を介して着座面３２ｆ側、すなわち接合部１８側へ突き出すように設けられている。筒状部３８は略半円筒形状で、プレスによる絞り加工等によって成形されており、一定の径寸法でも良いが、先端側すなわち取付座３２側程小径となる截頭円錐形状とすることもできる。また、パイプ部１２の中心線Ｏから着座面３２ｆまでの寸法ｔは、中心線Ｏからパイプ部１２の外周面までの寸法、すなわちパイプ部１２の半径寸法よりも大きく、着座面３２ｆがパイプ部１２の外周面よりも外側、この実施例では接合部１８よりも外側へ突き出している。

一方、取付部１４、１６の上記筒状部３８の両側に位置する両側端部には、筒状部３８と同じく着座面３２ｆ側へ突き出すように一対の側部フランジ４０、４２が設けられている。これ等の側部フランジ４０、４２は、着座面３２ｆ側すなわち図４における下方側へ略直角に折り曲げられているとともに、その突出寸法は筒状部３８よりも低く、取付対象２０との間に空間が形成される。また、筒状部３８の両側に位置する部分では、パイプ部１２の中心線Ｏと略平行に直線状に設けられているが、パイプ部１２側へ向かうに従って徐々に丸められ、そのままパイプ部１２へ滑らかに移行するように構成されている。そして、このように筒状部３８の両側に側部フランジ４０、４２が設けられることにより、パイプ部１２の中心線Ｏに対して直角な断面である図４において、前記取付座３２の両側には、筒状部３８および側部フランジ４０、４２によって着座面３２ｆと反対側へＵ字状に凹んだ回曲部４４、４６が形成される。

このような本実施例のインパクトビーム１０においては、取付座３２が筒状部３８を介して着座面３２ｆ側へ突き出すように設けられているため、取付対象２０に対してその着座面３２ｆが密着するように配設して強固に固定することができる。また、筒状部３８の両側に位置する両側端部にはそれぞれ側部フランジ４０、４２が設けられており、パイプ部１２の中心線Ｏに対して直角な断面において取付座３２の両側には、それ等の筒状部３８および側部フランジ４０、４２によって着座面３２ｆと反対側へＵ字状に凹んだ回曲部４４、４６が形成されているため、パイプ部１２の長手方向の成分を有する外力に対する剛性が高められ、取付部１４、１６の座屈が抑制されてパイプ部１２による補強性能が安定して得られるようになる。

また、取付座３２がパイプ部１２の中心線Ｏと平行で且つ中心線Ｏと接合部１８とを結ぶ直線に対して略直角になる姿勢で設けられており、その接合部１８側が車両の外側向きになる姿勢で車両用サイドドア２２等に配設されるため、車両の外側から加えられる衝撃荷重に対してパイプ部１２による補強性能が適切に得られる。

また、取付座３２が円板形状で、筒状部３８が半円以上の部分円筒形状を成しているため、その筒状部３８の両側の側部フランジ４０、４２と相まって取付部１４、１６の剛性が適切に高められる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：インパクトビーム（パイプ状補強部材）１２：パイプ部１４、１６：取付部１８：接合部（閉じ合わせ部分）２０：取付対象３０：締結穴３２：取付座３２ｆ：着座面３４：締結ねじ３８：筒状部４０、４２：側部フランジ４４、４６：回曲部Ｏ：中心線

Claims

金属板材を丸めて閉じ合わせた筒形状のパイプ部と、
平坦な取付座を有して前記パイプ部の長手方向の端部に該長手方向へ延び出すように前記金属板材にて一体に設けられた取付部と、
を備え、前記取付座の着座面が車両の取付対象に密着するように配設される車両用のパイプ状補強部材において、
前記取付座は、筒状部を介して前記着座面側へ突き出すように設けられているとともに、
前記取付部の前記筒状部の両側に位置する両側端部には、該筒状部と同じく前記着座面側へ突き出すように一対の側部フランジが設けられており、
前記パイプ部の中心線に対して直角な断面において、前記取付座の両側には前記筒状部および前記側部フランジによって前記着座面と反対側へＵ字状乃至はＪ字状に凹んだ回曲部が形成されている
ことを特徴とする車両用のパイプ状補強部材。
前記取付座は、前記パイプ部の中心線と平行で且つ該中心線と該パイプ部の閉じ合わせ部分とを結ぶ直線に対して直角になる姿勢で設けられており、
前記パイプ部の中心線まわりにおいて前記閉じ合わせ側が車両の外側向きになる姿勢で配設される
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用のパイプ状補強部材。
前記取付座には、締結ねじが挿通させられる締結穴が設けられているとともに、該取付座は該締結穴を含んで円板形状を成しており、
前記筒状部は、前記パイプ部側を含む半円以上の部分円筒形状を成している
ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用のパイプ状補強部材。