WO2019138781A1 - 車両用構造体及びその製造方法 - Google Patents

車両用構造体及びその製造方法 Download PDF

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bumper beam
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vehicle width
vehicle
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徹 橋村
大貴 山川
康裕 前田
渡辺　憲一
純也 内藤
明彦 巽
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株式会社神戸製鋼所
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    • B60R2019/186—Additional energy absorbing means supported on bumber beams, e.g. cellular structures or material

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle structure used in a vehicle and a method of manufacturing the same, and more particularly to a bumper structure used in an automobile or the like and a method of manufacturing the bumper structure.
  • the collision standard of the car is becoming stricter, but one of the most recent problems is to reduce the damage to the car and the occupant when the car is subjected to the offset collision at the time of high speed traveling.
  • a small offset collision test is defined, in which the barrier jig is caused to collide with the vehicle at a predetermined speed in a state in which the overlapping amount of the predetermined amount with respect to the vehicle width of the vehicle is provided.
  • the standard of the overlapping amount for the vehicle width of the car is strengthened from the conventional 40% to 15%, and the collision speed is also 50 km / h to 64 km / h, for example. And has been speeding up.
  • a bumper structure as disclosed in Patent Document 1 is usually designed mainly to withstand frontal collision loads, and is sufficiently considered against high speed offset collisions as described above. It is not a thing.
  • the bumper structure is a steel press-formed product
  • the deep and long bending shape has a high degree of difficulty in processing, and in order to greatly improve the end strength, it is necessary to take measures such as applying a patch. It becomes.
  • the bumper structure is a steel roll-formed product, the same problems as the above-described extruded material occur.
  • an object of the present invention is to provide a vehicle structure capable of improving the strength against offset load with a simple configuration and a method of manufacturing the same.
  • a first aspect of the present invention is a vehicle structure, comprising: a first member extending in a vehicle width direction; A second member extending in the front-rear direction and inserted in the front-rear direction with respect to the first member; And a third member disposed at an end of the first member in the vehicle width direction and joined to the end.
  • the strength against the offset load can be improved by a simple configuration in which the third member is joined to the end of the first member in the vehicle width direction.
  • the first aspect preferably further includes the following configuration.
  • the third member is arranged to overlap the second member in the front-rear direction.
  • the strength of the end portion of the first member in the vehicle width direction can be further improved.
  • the cross-sectional shape of the third member has a rectangular shape,
  • the overlapping length of the third member and the first member is at least three times the short side length of the cross section of the third member.
  • the bonding strength between the first member and the third member can be improved by setting the overlapping length of the third member and the first member to a predetermined length or more.
  • the third member is inserted into the first member from the end of the first member inward in the vehicle width direction of the first member,
  • the second member is inserted into the first member and the third member from the front-rear direction, and the insertion portion of the second member into the first member and the third member is expanded to form the first member and the second member.
  • the third member is caulked and joined.
  • the configuration (3) by inserting the second member into the first member and the third member by expanding the insertion portion of the second member, the first member, the second member, and the third member can be obtained.
  • the strength of the joint can be improved.
  • a second aspect of the present invention is a method of manufacturing a vehicle structure, which includes preparing a first member extending in the vehicle width direction, a second member extending in the front-rear direction, and a third member extending in the vehicle width direction. And The third member is disposed at an end of the first member in the vehicle width direction and joined to the end, Inserting the second member into the first member and the third member in the front-rear direction.
  • the second aspect preferably further includes the following configuration.
  • the method further includes caulking and joining the second member to the first member and the third member by expanding the insertion portion of the second member into the first member and the third member.
  • the structure for vehicles which can improve the intensity
  • FIG. 1 is a horizontal cross-sectional view of a vehicle structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a horizontal cross-sectional view of FIG. 1 from which rubber and pressers are removed.
  • III-III sectional drawing of FIG. The figure similar to FIG. 3 which shows a modification.
  • FIG. 2 is a perspective view of a part of the vehicle structure of FIG. 1;
  • FIG. 5 is a partial perspective view of FIG. 4;
  • the perspective view of a part of vehicle structure of a modification which is comprised by a bumper beam being connected by two tube bodies.
  • FIG. 10 is a partial perspective view of FIG. 9;
  • FIG. 12 is a partial perspective view of FIG.
  • FIG. 14 is a
  • FIG. 1 is a horizontal cross-sectional view of a vehicle structure 90 according to an embodiment of the present invention.
  • the vehicle structure 90 is a bumper structure, and the vehicle width direction of the vehicle is the X direction.
  • the longitudinal direction of the vehicle corresponds to the Y direction.
  • the vehicle structure 90 includes a first member (bumper beam) 1 extending in the vehicle width direction (X direction) and a longitudinal direction (Y direction) of the vehicle. And second members (bumper stays) 2 and 3 inserted in a direction.
  • the bumper stays 2, 3 are adapted to connect the bumper beam 1 to a vehicle frame (not shown).
  • the bumper beam 1 has a hollow shape and a rectangular vertical cross section.
  • Bumper beam 1 is mounted on the vehicle from the front wall 11 located on the front side, the rear wall 12 located parallel to front wall 11 and located on the rear side, and both widthwise ends of front wall 11 It is disposed parallel to the two front inclined walls 13 and 14 extending obliquely outward in the vehicle width direction and the front inclined walls 13 and 14 and inclined outward in the vehicle width direction from both ends in the vehicle width direction of the rear wall 12 And two rearward sloping walls 15 and 16 extending.
  • the rear inclined wall 15 has a hole 15a into which the bumper stay 2 is inserted, and the rear inclined wall 16 has a hole 16a into which the bumper stay 3 is inserted.
  • the bumper stays 2 and 3 have tube portions 21 and 31 having a hollow shape as an insertion portion to be inserted into the bumper beam 1, and are crimped to the bumper beam 1.
  • elastic body (rubber) 80 inserted in tube parts 21 and 31 of bumper stays 2 and 3 is compressed in Y direction by presser 81, and rubber 80 is expanded in the direction orthogonal to the compression direction Then, the tubes 21 and 31 of the bumper stays 2 and 3 are expanded.
  • the bumper stays 2 and 3 are crimped to the bumper beam 1 by expanding the pipe.
  • Each of the bumper beam 1 and the bumper stays 2 and 3 is made of an extruded material of aluminum alloy.
  • the rubber 80 for example, any of urethane rubber, chloroprene rubber, CNR rubber (chloroprene rubber + nitrile rubber), or silicone rubber is preferably used.
  • the hardness of the rubber 80 is preferably 30 or more in Shore A.
  • the pressers 81 are attached to a press device (not shown), and driven by the press device can compress the rubber 80 in the Y direction.
  • the presser 81 has a convex portion 81a as a portion for pressing the rubber 80, and the pressing surface 81b which is an end face of the convex portion 81a has a flat surface perpendicular to the convex direction (Y direction). There is.
  • FIG. 2 is a horizontal sectional view of FIG. 1 from which the rubber 80 and the presser bar 81 are removed.
  • the vehicle structure 10 is further disposed at the X-direction end 1a, 1b of the bumper beam 1 and is a third member (reinforcement member) joined to the end 1a, 1b. ), 4 and 5, and.
  • the reinforcing member 4 has a hollow shape, and its vertical cross section is rectangular. The reinforcing member 4 is inserted into the bumper beam 1 from the end 1a of the bumper beam 1 toward the inner side of the bumper beam 1 in the vehicle width direction, and the reinforcing member 4 is outward from the end face of the end 1a of the bumper beam 1 in the X direction. It is joined to end 1a so that it may project.
  • the reinforcing member 5 has a hollow shape, and its vertical cross section is rectangular.
  • the reinforcing member 5 is inserted into the bumper beam 1 from the end 1b of the bumper beam 1 toward the inward direction of the bumper beam 1 in the vehicle width direction, and from the end face of the end 1b of the bumper beam 1 outward in the X direction. It is joined to end 1b so that it may project.
  • the reinforcing member 4 is inserted into the bumper beam 1 so as to overlap the bumper stay 2 as viewed in the Y direction.
  • the reinforcing member 5 is inserted into the bumper beam 1 so as to overlap the bumper stay 3 as viewed in the Y direction. Therefore, when the bumper stays 2 and 3 are expanded by the rubber 80 inserted into the tubes 21 and 31 of the bumper stays 2 and 3, the bumper stay 2 is crimped to the bumper beam 1 via the reinforcing member 4 and the bumper The stay 3 is crimped to the bumper beam 1 via the reinforcing member 5.
  • the reinforcing member 4 has a hole 4a into which the bumper stay 2 is inserted, and the reinforcing member 5 has a hole 5a into which the bumper stay 3 is inserted.
  • the bumper stays 2 and 3 have seats 2a and 3a extending in the X direction, and the seats 2a and 3a include the bumper stays 2 and 3 and the ends 1a and 1b of the bumper beam 1 and the reinforcing member 4,
  • bonds 5 penetrates are provided.
  • the positions of the end 1a of the bumper beam 1 and the reinforcing member 4 with respect to the bumper stay 2 are fixed by the fixing bolts 91, and the positions of the end 1b of the bumper beam 1 and the reinforcing member 5 with respect to the bumper stay 3 are fixed.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
  • an adhesive 92 is disposed between the end 1 b of the bumper beam 1 and the reinforcing member 5.
  • an adhesive which is an insulating material in consideration of potential difference corrosion between different types of members.
  • the same configuration as described above is provided between the end 1 a of the bumper beam 1 and the reinforcing member 4.
  • FIG. 4 is a view similar to FIG. 3 showing a modification of the embodiment.
  • the inner surface of the end 1 b of the bumper beam 1 may be formed with an inwardly recessed key groove 1 b 1 in a vertical cross section.
  • a protrusion 5 b engaged with the key groove 1 b 1 is formed at a position facing the key groove 1 b 1.
  • an adhesive 92 is disposed between the end 1 b of the bumper beam 1 and the reinforcing member 5. The same configuration as described above is provided between the end 1 a of the bumper beam 1 and the reinforcing member 4.
  • FIG. 5 is a perspective view of a portion of the vehicle structure of FIG. 1, and FIG. 6 is a partially transparent view of FIG.
  • the overlapping amount L between the reinforcing member 4 and the bumper beam 1 due to the reinforcing member 4 being inserted into the bumper beam 1 is the short side length of the vertical cross section of the reinforcing member 4 Is more than three times S.
  • the overlapping amount between the reinforcing member 5 and the bumper beam 1 due to the reinforcing member 5 being inserted into the bumper beam 1 is at least three times the length of the short side of the vertical cross section of the reinforcing member 5 .
  • FIG. 7 is a horizontal sectional view of the state in which the bumper stays 2 and 3 are expanded by the rubber 80
  • FIG. 8 is a horizontal sectional view of the state in which the compression of the rubber 80 is released.
  • the bumper beam 1, the bumper stays 2 and 3, the reinforcing members 4 and 5, and the rubber 80 are prepared. Then, the reinforcing member 4 is inserted from the end 1 a of the bumper beam 1 inward in the vehicle width direction of the bumper beam 1 into the bumper beam 1, and the reinforcing member 5 is inserted from the end 1 b of the bumper beam 1 The bumper beam 1 is inserted inward in the vehicle width direction of the bumper beam 1.
  • the pipe portion 21 of the bumper stay 2 is inserted into the hole 15 a formed in the end portion 1 a of the bumper beam 1.
  • the tube portion 21 of the bumper stay 2 penetrates the hole 4 a formed in the reinforcing member 4.
  • the tube portion 31 of the bumper stay 3 is inserted into the hole 16 a formed in the end 1 b of the bumper beam 1.
  • the tube portion 31 of the bumper stay 3 penetrates the hole 5 a formed in the reinforcing member 5.
  • the fixing bolt 91 is inserted into the insertion holes 2 b and 3 b of the bumper stay 2, and the positions of the end 1 a of the bumper beam 1 and the reinforcing member 4 with respect to the bumper stay 2 are fixed.
  • the convex portion of the presser 81 is inserted into the tube portions 21 and 31 of the bumper stays 2 and 3, and the rubber 80 is compressed in the Y direction.
  • the tube portions 21 and 31 of the bumper stays 2 and 3 are expanded by expanding in the orthogonal direction, thereby.
  • the bumper stays 2 and 3 are crimped to the reinforcing members 4 and 5 and the bumper beam 1 by means of pipe expansion.
  • the members inserted into the tube portions 21 and 31 of the bumper stays 2 and 3 are not limited to the rubber 80.
  • a fluid sealing member in which a gas or a liquid is sealed may be used instead of the rubber.
  • the tube portion of the bumper stay can be expanded by expanding to the outside by applying a compressive force.
  • the reinforcement member 4 overlaps the bumper stay 2 and the reinforcement member 5 is disposed so as to overlap the bumper stay 3 when viewed from the front-rear direction, whereby the strength of the end portions 1a and 1b of the bumper beam 1 in the vehicle width direction Can be further improved.
  • the tube portions 21 and 31 of the bumper stays 2 and 3 are expanded by the rubber 80.
  • the rubber 80 has isotropic deformability, the pipe portions 21 and 31 of the bumper stays 2 and 3 can be expanded uniformly. As a result, the local load on the tube portions 21 and 31 of the bumper stays 2 and 3 can be reduced, and the local deformation of the tube portions 21 and 31 can be prevented. For this reason, the caulking bonding using the rubber 80 enables the bumper beam 1, the bumper stay 2, 3 and the reinforcing members 4, 5 to be fitted with high accuracy as compared with other bonding methods, and the bonding strength of these can be improved. Can.
  • the bumper beam 1 is constituted by one tube
  • the cross-sectional shape is a shape having one space inside
  • the reinforcing members 4 and 5 are correspondingly constituted by one tube respectively.
  • the cross-sectional shape is a shape having one space inside.
  • the bumper beam 1 and the reinforcing members 4 and 5 are not limited to the above, and may be configured by a plurality of tubes.
  • FIG. 9 is a perspective view of a portion of a vehicle structure according to a modification in which the bumper beam 1 is formed by connecting two tubes
  • FIG. 10 is a partial perspective view of FIG.
  • two tubes 191 and 192 extending in the vehicle width direction are disposed up and down, and the tubes 191 and 192 are connected by the connection wall 193. It is configured by.
  • two tubes 491 and 492 extending in the vehicle width direction are provided side by side up and down.
  • the tube 491 of the reinforcing member 4 is inserted into the tube 191 of the bumper beam 1 from the end 1 a of the bumper beam 1 inward in the vehicle width direction of the bumper beam 1, and the tube of the reinforcing member 4 is 492 is inserted into the pipe 492 of the bumper beam 1 from the end 1 a of the bumper beam 1 toward the inward width direction of the bumper beam 1.
  • the reinforcing member 5 is also configured in the same manner as the reinforcing member 4, and is similarly inserted toward the vehicle width direction inward of the bumper beam 1 from the end 1 b of the bumper beam 1.
  • the bumper beam 1 is configured by connecting the pipe body 191 and the pipe body 192 by the connection wall 193, the structural strength of the bumper beam 1 can be improved by the connection wall 193, As a result, at the ends 1a and 1b of the bumper beam 1 into which the reinforcing members 4 and 5 are inserted, the strength against offset load can be further improved.
  • FIG. 11 is a perspective view of a part of the vehicle structure of the modified example of FIG. 9, and FIG. 12 is a partial perspective view of FIG.
  • the bumper stay 2 penetrates the front inclined wall 13 in addition to the rear inclined wall 15 of the bumper beam 1.
  • the bumper stay 3 penetrates the front inclined wall 14 in addition to the rear inclined wall 16 of the bumper beam 1.
  • the bumper stays 2 and 3 since the bumper stays 2 and 3 pass through the rear inclined walls 15 and 16 and the front inclined walls 13 and 14 of the bumper beam 1, the bumper stays 2 and 3 can be crimped.
  • the bonding strength of the bumper stays 2 and 3, the reinforcing members 4 and 5, and the bumper beam 1 can be improved.
  • the strength against the offset load can be further improved.
  • FIG. 13 is a perspective view of a part of a vehicle structure according to a modification of FIG. 9, and FIG. 14 is a partial perspective view of FIG.
  • the bumper stay 2 penetrates the rear inclined wall 15 of the bumper beam 1 and does not penetrate the reinforcing member 4.
  • the bumper stay 3 penetrates the rear inclined wall 16 of the bumper beam 1 and does not penetrate the reinforcing member 5.
  • the bumper stays 2 and 3 penetrate the rear inclined walls 15 and 16 of the bumper beam 1 and do not penetrate the reinforcing members 4 and 5, the lengths of the bumper stays 2 and 3 can be shortened. As a result, the weight of the vehicle structure 90 can be reduced. Further, the effect of joining the bumper stay 2 and the reinforcing members 4 and 5 by caulking and joining the bumper stays 2 and 3 to the bumper beam 1 can be reduced.
  • two tubes 191 and 192 extending in the vehicle width direction are disposed one above the other, and the tube 191 and the tube 192 are connected by the connection wall 193, thereby forming the bumper beam 1.
  • the connection wall 193 is present at the center in the vertical direction in the cross section.
  • two reinforcing members 4 and 5 are provided.
  • only one tube of the bumper beam 1 can be reinforced, and the reinforcing members 4 and 5 can be one.
  • the connecting wall 193 of the bumper beam 1 may be removed and only one reinforcing member 4 may be provided only in the portion where the reinforcing members 4 and 5 are inserted.
  • the reinforcement members 4 and 5 are disposed at the end portions 1a and 1b by being inserted into the end portions 1a and 1b of the bumper beam 1, however, the end portions of the bumper beam inside the reinforcement member
  • the reinforcement member may be disposed at the end of the bumper beam by inserting the.
  • the reinforcing members 4 and 5 are provided at both ends 1 a and 1 b of the bumper beam 1, but the reinforcing member may be provided at any one end of the bumper beam 1.
  • the reinforcing members 4 and 5 are arranged to project outward from the end portions 1a and 1b of the bumper beam 1 in the vehicle width direction, but from the end portions 1a and 1b of the bumper beam 1 It may be arranged not to protrude.
  • the bumper beam 1 and the reinforcing members 4 and 5 are joined by caulking the bumper stay 2 and 3 to the bumper beam 1, but by riveting, welding, adhesive or key groove bending. It may be joined.
  • caulking bonding is described in the above embodiment as an example by rubber caulking, it may be performed by hydro caulking or electromagnetic molding caulking.
  • the present invention is not limited to the bumper structure, and can be widely applied to a vehicle structure used in a vehicle.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

車両用構造体（９０）は、車幅方向に延びる第１部材（１）と、前後方向に延び、第１部材（１）に対して前後方向に挿入される第２部材（２、３）と、第１部材（１）の車幅方向の端部（１ａ、１ｂ）に配置され、端部（１ａ、１ｂ）に接合される第３部材（４、５）と、を備える。

Description

車両用構造体及びその製造方法
　本発明は、車両に用いられる車両用構造体及びその製造方法に関するものであり、特に、自動車等に用いられるバンパー構造体及びその製造方法に関する。
　近年、自動車の衝突基準が厳しくなりつつあるが、直近で課題となっているものの１つに、自動車の高速走行時にオフセット衝突を受けた場合、自動車及び乗員の被害を低減させるというものがある。具体的には、自動車の車幅に対して所定量の重ね量を有する状態で、バリア治具に自動車を所定の速度で衝突させる、スモールオフセット衝突試験が規定されている。そして、上記試験において、自動車の車幅に対する重ね量の基準が、従来の４０％から１５％へと強化されるようになり、さらにその衝突速度も従前より、例えば５０ｋｍ／ｈから６４ｋｍ／ｈへと高速化されてきている。
特開２００９－９６４５９号公報
　しかし、特許文献１で開示されているようなバンパー構造体は、通常、主に正面からの衝突荷重に耐えるよう設計されており、上記のような高速度のオフセット衝突に対して十分考慮されたものとなっていない。
　ここで、上記オフセット荷重に対応するために、単純にバンパー構造体の車幅方向長さを長くすることが考えられる。しかし、例えば、バンパー構造体がアルミ押出材の場合、曲げ長さが長くなる、及び、曲げ曲率が小さくなるという課題のため、車幅方向への延長量には限界がある。また、押出材の断面は車幅方向に一様であるため、端部のみに大きな荷重を負担させるためには、バンパービーム自体を大きく、又は肉厚を厚くして強度を向上させる必要があるが、これにより、バンパー構造体の全体重量が大きくなってしまう。
　また、バンパー構造体が鋼製のプレス成形品である場合、深くて長い曲げ形状は加工の難易度が高く、また、端部強度を大きく向上させるためには、パッチを当てる等の対応が必要となる。また、バンパー構造体が鋼製のロール成形品である場合には、上述した押出材と同様の課題が生じる。
　そこで本発明では、簡単な構成でオフセット荷重に対する強度を向上させることができる車両用構造体及びその製造方法を提供することを目的とする。
　本発明の第１態様は、車両用構造体であって、車幅方向に延びる第１部材と、
　前後方向に延び、前記第１部材に対して前後方向に挿入される第２部材と、
　前記第１部材の車幅方向の端部に配置され、前記端部に接合される第３部材と、を備える。
　前記構成によれば、第１部材の車幅方向の端部に第３部材を接合するという簡単な構成で、オフセット荷重に対する強度を向上させることができる。
　前記第１態様は、さらに、次のような構成を備えるのが好ましい。
（１）前記第３部材は、前後方向において、前記第２部材に重なるように配置されている。
　前記構成（１）によれば、第３部材が第２部材に重なるように配置されることによって、第１部材の車幅方向の端部の強度をさらに向上させることができる。
（２）前記第３部材の断面形状は、矩形状を有しており、
　前記第３部材と前記第１部材との重複長さは、前記第３部材の断面の短辺側長さの３倍以上となっている。
　前記構成（２）によれば、第３部材と第１部材との重複長さを所定以上とすることによって、第１部材と第３部材との接合強度を向上させることができる。
（３）前記第３部材は、前記第１部材の前記端部から前記第１部材の車幅方向内方に向けて前記第１部材に挿入されており、
　前記第２部材は、前後方向から前記第１部材及び前記第３部材に挿入され、前記第２部材の前記第１部材及び前記第３部材への挿入部が拡管されて、前記第１部材及び前記第３部材にかしめ接合されている。
　前記構成（３）によれば、第２部材の挿入部を拡管して、第２部材を第１部材及び第３部材にかしめ接合することによって、第１部材、第２部材及び第３部材の接合部の強度を向上させることができる。
　本発明の第２態様は、車両用構造体の製造方法であって、車幅方向に延びる第１部材と、前後方向に延びる第２部材と、車幅方向に延びる第３部材と、を準備し、
　前記第３部材を、前記第１部材の車幅方向の端部に配置して前記端部に接合し、
　前記第２部材を、前後方向から前記第１部材及び前記第３部材に挿入することを含む。
　前記構成によれば、オフセット荷重に対する強度を向上させた車両用構造体を製造することができる。
　前記第２態様は、さらに、次のような構成を備えるのが好ましい。
（４）前記第３部材を、前記第１部材の車幅方向の端部から前記第１部材の車幅方向内方に向けて前記第１部材に挿入し、
　前記第２部材の前記第１部材及び前記第３部材への挿入部を拡管することによって、前記第２部材を前記第１部材及び前記第３部材にかしめ接合することを含む。
　前記構成（４）によれば、第１部材、第２部材及び第３部材の接合部の強度を向上させた車両用構造体を製造することができる。
　本発明によると、簡単な構成でオフセット荷重に対する強度を向上させることができる車両用構造体及びその製造方法を提供できる。
本発明の一実施形態に係る車両用構造体の水平断面図。 図１においてゴム及び押子を除いた水平断面図。 図２のIII-III断面図。 変形例を示す、図３と同様の図。 図１の車両用構造体の一部の斜視図。 図４の一部透視図。 ゴムによりバンパーステイを拡管した状態の水平断面図。 ゴムの圧縮を解除した状態の水平断面図。 バンパービームが２つの管体が接続されて構成される変形例の車両用構造体の一部の斜視図。 図９の一部透視図。 図９の変形例の車両用構造体の一部の斜視図。 図１１の一部透視図。 図９の変形例の車両用構造体の一部の斜視図。 図１３の一部透視図。
　以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係る車両用構造体９０の水平断面図であり、本実施形態では、車両用構造体９０は、バンパー構造体であり、車両の車幅方向はＸ方向に対応し、車両の前後方向はＹ方向に対応する。
　図１に示されるように、車両用構造体９０は、車幅方向（Ｘ方向）に延びる第１部材（バンパービーム）１と、車両の前後方向（Ｙ方向）に延び、バンパービーム１にＹ方向に挿入される第２部材（バンパーステイ）２、３と、を備えている。バンパーステイ２、３は、バンパービーム１を車両骨格（図示せず）に接続するようになっている。
　バンパービーム１は、中空形状を有し、垂直断面が矩形状となっている。バンパービーム１は、車両に取り付けられた際前方側に位置する前壁１１と、前壁１１と平行に配置され、後方側に位置する後壁１２と、前壁１１の車幅方向両端部から車幅方向外方へ傾斜して延びる２つの前方傾斜壁１３、１４と、前方傾斜壁１３、１４と平行に配置され、後壁１２の車幅方向両端部から車幅方向外方へ傾斜して延びる２つの後方傾斜壁１５、１６と、を備えている。
　後方傾斜壁１５は、バンパーステイ２が挿入される孔部１５ａを有し、後方傾斜壁１６は、バンパーステイ３が挿入される孔部１６ａを有している。
　バンパーステイ２、３は、バンパービーム１に挿入される挿入部として中空形状を有する管部２１、３１を有し、バンパービーム１にかしめ接合される。かしめ接合の一例としては、バンパーステイ２、３の管部２１、３１に挿入された弾性体（ゴム）８０を押子８１によってＹ方向に圧縮し、ゴム８０を圧縮方向に直交する方向に膨張させて、バンパーステイ２、３の管部２１、３１を拡管する。バンパーステイ２、３は拡管することにより、バンパービーム１にかしめ接合される。
　バンパービーム１及びバンパーステイ２、３はそれぞれ、アルミニウム合金の押出材でできている。
　ゴム８０の材質は、例えば、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、ＣＮＲゴム（クロロプレンゴム＋ニトリルゴム）、又はシリコンゴムのいずれかが用いられることが好ましい。また、ゴム８０の硬度は、ショアＡで３０以上であることが好ましい。
　押子８１は、プレス装置（図示せず）に取り付けられており、このプレス装置によって駆動されることで、ゴム８０をＹ方向に圧縮できる。押子８１は、ゴム８０を押圧する部分として凸部８１ａを有しており、凸部８１ａの端面である押圧面８１ｂは、凸方向（Ｙ方向）に対して垂直な平坦面を有している。
　図２は、図１においてゴム８０及び押子８１を除いた水平断面図である。図１及び図２に示されるように、車両用構造体１０はさらに、パンパービーム１のＸ方向の端部１ａ、１ｂに配置され、端部１ａ、１ｂに接合される第３部材（補強部材）４、５と、を備えている。補強部材４は、中空形状を有し、垂直断面が矩形状となっている。補強部材４は、バンパービーム１の端部１ａから、バンパービーム１の車幅方向内方に向けて、バンパービーム１に挿入されており、バンパービーム１の端部１ａの端面からＸ方向外方に突出するように、端部１ａに接合されている。
　補強部材５は、中空形状を有し、垂直断面が矩形状となっている。補強部材５は、バンパービーム１の端部１ｂから、バンパービーム１の車幅方向内方に向けて、バンパービーム１に挿入されており、バンパービーム１の端部１ｂの端面からＸ方向外方に突出するように、端部１ｂに接合されている。
　補強部材４は、Ｙ方向から見て、バンパーステイ２に重なるように、バンパービーム１に挿入されている。同様に、補強部材５は、Ｙ方向から見て、バンパーステイ３に重なるように、バンパービーム１に挿入されている。したがって、バンパーステイ２、３が、バンパーステイ２、３の管部２１、３１に挿入されたゴム８０により拡管する際、バンパーステイ２は補強部材４を介してバンパービーム１にかしめ接合され、バンパーステイ３は補強部材５を介してバンパービーム１にかしめ接合される。補強部材４は、バンパーステイ２が挿入される孔部４ａを有しており、補強部材５は、バンパーステイ３が挿入される孔部５ａを有している。
　バンパーステイ２、３は、Ｘ方向に延びる座部２ａ、３ａを有しており、座部２ａ、３ａには、バンパーステイ２、３、バンパービーム１の端部１ａ、１ｂ及び補強部材４、５を結合する固定ボルト９１が挿通する挿通孔２ｂ、３ｂが設けられている。固定ボルト９１によって、バンパーステイ２に対するバンパービーム１の端部１ａ及び補強部材４の位置が固定され、また、バンパーステイ３に対するバンパービーム１の端部１ｂ及び補強部材５の位置が固定される。
　図３は、図２のIII-III断面図である。図３に示されるように、バンパービーム１の端部１ｂと補強部材５との間には、接着剤９２が配置される。バンパービーム１の材料と補強部材５の材料とが異種部材である場合、異種部材間の電位差腐食を考慮して、絶縁材である接着剤を配置することが好ましい。また、バンパービーム１の材料と補強部材５の材料とが同材である場合も、隙間腐食を考慮して、絶縁材である接着剤を配置することが好ましい。なお、バンパービーム１の端部１ａと補強部材４との間にも、上記と同様の構成が設けられる。
　図４は、上記実施形態の変形例を示す、図３と同様の図である。図４に示されるように、バンパービーム１の端部１ｂの内面には、垂直断面において、内方に凹むキー溝部１ｂ１が形成されてもよい。その場合、補強部材５において、キー溝部１ｂ１に対向する位置には、キー溝部１ｂ１に係合する突部５ｂが形成される。バンパービーム１の端部１ｂのキー溝部１ｂに補強部材５の突部５ｂが係合することによって、端部１ｂに対する補強部材５の周方向の位置決めを行うことができる。さらに、端部１ｂをＹ方向に曲げることによって、端部１ｂに対する補強部材５のＸ方向の位置決めも行うことができる。また、図３と同様に、バンパービーム１の端部１ｂと補強部材５との間には、接着剤９２が配置される。なお、バンパービーム１の端部１ａと補強部材４との間にも、上記と同様の構成が設けられる。
　図５は、図１の車両用構造体の一部の斜視図であり、図６は、図４の一部透視図である。図５及び図６に示されるように、補強部材４がバンパービーム１に挿入されることによる、補強部材４とバンパービーム１との重複量Ｌは、補強部材４の垂直断面の短辺側長さＳの３倍以上である。同様に、補強部材５がバンパービーム１に挿入されることによる、補強部材５とバンパービーム１との重複量は、補強部材５の垂直断面の短辺側長さの３倍以上となっている。
［車両用構造体の製造方法］
　次に、車両用構造体９０を製造する製造方法について、図２、図７及び図８を主に参照して説明する。図７は、ゴム８０によりバンパーステイ２、３を拡管した状態の水平断面図であり、図８は、ゴム８０の圧縮を解除した状態の水平断面図である。
　まず、図２に示されるように、バンパービーム１、バンパーステイ２、３、補強部材４、５及びゴム８０を準備する。そして、補強部材４を、バンパービーム１の端部１ａから、バンパービーム１の車幅方向内方に向けて、バンパービーム１に挿入し、補強部材５を、バンパービーム１の端部１ｂから、バンパービーム１の車幅方向内方に向けて、バンパービーム１に挿入する。
　次に、バンパービーム１の端部１ａに形成された孔部１５ａにバンパーステイ２の管部２１を挿入する。この際、バンパーステイ２の管部２１は、補強部材４に形成された孔部４ａを貫通する。同様に、バンパービーム１の端部１ｂに形成された孔部１６ａにバンパーステイ３の管部３１を挿入する。この際、バンパーステイ３の管部３１は、補強部材５に形成された孔部５ａを貫通する。そして、固定ボルト９１をバンパーステイ２の挿通孔２ｂ、３ｂに挿入し、バンパーステイ２に対するバンパービーム１の端部１ａ及び補強部材４の位置を固定し、バンパーステイ３に対するバンパービーム１の端部１ｂ及び補強部材５の位置を固定する。ここで、バンパーステイ２、３の管部２１、３１を拡管させてバンパービーム１とかしめ接合する場合、固定ボルト９１及びバンパーステイ２、３の座部２ａ、３ａ（固定ボルト９１が挿通する挿通孔２ｂ、３ｂが設けられている）を不要とすることもできる。その後、バンパーステイ２、３の管部２１、３１内にゴム８０を挿入する。
　ゴム８０の挿入後、図７に示されるように、押子８１の凸部をバンパーステイ２、３の管部２１、３１内に挿入し、ゴム８０をＹ方向に圧縮して、圧縮方向に直交する方向に膨張させ、それによって、バンパーステイ２、３の管部２１、３１を拡管する。バンパーステイ２、３は、拡管により、補強部材４、５及びバンパービーム１にかしめ接合される。
　バンパーステイ２、３をかしめ接合した後、図８に示されるように、押子８１によるゴム８０の圧縮を解除する。圧縮力が除去されたゴム８０は、自身の弾性力により元の形状に復元する。このため、バンパーステイ２、３から容易にゴム８０を取り出すことができる。
　バンパーステイ２、３の管部２１、３１に挿入される部材は、ゴム８０に限定されず、例えば、内部に気体又は液体が封入された流体封入部材をゴムの代わりに用いてもよい。圧縮力の付与により外側に膨張し、バンパーステイの管部を拡管できるものであればよい。なお、圧縮力の付与により外側に膨張する際、ゴムのように均等に変形する部材であることが好ましい。
　前記構成の車両用構造体９０によれば、次のような効果を発揮できる。
（１）バンパービーム１の車幅方向の端部１ａ、１ｂに補強部材４、５を接合するという簡単な構成で、オフセット荷重に対する強度を向上させた車両用構造体９０を提供することができる。
（２）前後方向からみて、補強部材４がバンパーステイ２に重なり、補強部材５がバンパーステイ３に重なるように配置されることによって、バンパービーム１の車幅方向の端部１ａ、１ｂの強度をさらに向上させることができる。
（３）補強部材４、５とバンパービーム１との重複長さＬを、所定以上、すなわち、補強部材４、５の垂直断面の短辺側長さＳの３倍以上とすることによって、バンパービーム１と補強部材４、５との接合強度を向上させることができる。
（４）バンパーステイ２、３の管部２１、３１を拡管して、バンパーステイ２、３をバンパービーム１及び補強部材４、５にかしめ接合することによって、バンパービーム１、バンパーステイ２、３及び補強部材４、５の接合部の強度を向上させることができる。
（５）バンパーステイ２、３の管部２１、３１は、ゴム８０によって拡管される。ここで、ゴム８０は等方変形性を有しているので、バンパーステイ２、３の管部２１、３１を均等に拡管することができる。その結果、バンパーステイ２、３の管部２１、３１に対する局所的な負荷を軽減でき、管部２１、３１の局所的な変形を防止できる。このため、ゴム８０を用いるかしめ接合は、その他の接合方法に比べて、バンパービーム１、バンパーステイ２、３及び補強部材４、５を高精度に嵌合でき、これらの接合強度を向上させることができる。
（６）固定ボルト９１によって、バンパーステイ２に対するバンパービーム１の端部１ａ及び補強部材４の位置を固定し、また、バンパーステイ３に対するバンパービーム１の端部１ｂ及び補強部材５の位置を固定することができる。そして、ゴム８０によるバンパーステイ２、３の拡管時においても、バンパーステイ２、３に対するバンパービーム１及び補強部材４、５の位置のずれを防止できる。
（７）バンパービーム１の端部１ａ、１ｂと補強部材４、５との間には、接着剤９２が配置されているので、バンパービーム１と補強部材４、５との間の電位差腐食や隙間腐食を抑制することができる。
（変形例）
　上記実施形態では、バンパービーム１は１つの管体で構成され、断面形状は、内部に１つの空間を有する形状であり、補強部材４、５はそれに対応してそれぞれ、１つの管体で構成され、断面形状は、内部に１つの空間を有する形状である。しかし、バンパービーム１、補強部材４、５は、上記に限定されるものではなく、複数の管体によって構成されるものでもよい。図９は、バンパービーム１が２つの管体が接続されて構成される変形例の車両用構造体の一部の斜視図であり、図１０は、図９の一部透視図である。
　図９及び図１０に示されるように、バンパービーム１は、車幅方向に延びる２つの管体１９１、１９２が上下に配置され、管体１９１と管体１９２とが接続壁１９３によって接続されることによって構成されている。それに合わせて、補強部材４は、車幅方向に延びる２つの管体４９１、４９２が上下に並んで設けられている。そして、補強部材４の管体４９１は、バンパービーム１の端部１ａから、バンパービーム１の車幅方向内方に向けて、バンパービーム１の管体１９１に挿入され、補強部材４の管体４９２は、バンパービーム１の端部１ａから、バンパービーム１の車幅方向内方に向けて、バンパービーム１の管体４９２に挿入される。補強部材５も補強部材４と同様に構成され、バンパービーム１の端部１ｂから、バンパービーム１の車幅方向内方に向けて同様に挿入される。
　上記構成によれば、バンパービーム１は、管体１９１と管体１９２が接続壁１９３によって接続されて構成されるので、接続壁１９３によって、バンパービーム１の構造強度を向上させることができ、その結果、補強部材４、５が挿入されるバンパービーム１の端部１ａ、１ｂにおいて、オフセット荷重に対する強度をさらに向上させることができる。
　図１１は、図９の変形例の車両用構造体の一部の斜視図であり、図１２は、図１１の一部透視図である。図１１及び図１２に示されるように、バンパーステイ２は、バンパービーム１の後方傾斜壁１５に加えて、前方傾斜壁１３も貫通するようになっている。同様に、バンパーステイ３は、バンパービーム１の後方傾斜壁１６に加えて、前方傾斜壁１４も貫通するようになっている。
　上記構成によれば、バンパーステイ２、３は、バンパービーム１の後方傾斜壁１５、１６及び前方傾斜壁１３、１４を貫通するようになっているので、バンパーステイ２、３をかしめることによる、バンパーステイ２、３、補強部材４、５及びバンパービーム１の接合強度を向上させることができる。その結果、補強部材４、５が挿入されるバンパービーム１の端部１ａ、１ｂにおいて、オフセット荷重に対する強度をさらに向上させることができる。
　図１３は、図９の変形例の車両用構造体の一部の斜視図であり、図１４は、図１３の一部透視図である。図１３及び図１４に示されるように、バンパーステイ２は、バンパービーム１の後方傾斜壁１５を貫通し、補強部材４を貫通しないようになっている。同様に、バンパーステイ３は、バンパービーム１の後方傾斜壁１６を貫通し、補強部材５を貫通しないようになっている。
　上記構成によれば、バンパーステイ２、３は、バンパービーム１の後方傾斜壁１５、１６を貫通し、補強部材４、５を貫通しないので、バンパーステイ２、３の長さを短くすることができ、車両用構造体９０の重量を軽減することができる。また、バンパーステイ２、３をバンパービーム１にかしめ接合することによる、バンパービーム１と補強部材４、５との接合への影響を小さくすることができる。
　図９～図１４に示されるように、車幅方向に延びる２つの管体１９１、１９２が上下に配置され、管体１９１と管体１９２とが接続壁１９３によって接続されることによってバンパービーム１が構成されている場合、断面において上下方向中央部に接続壁１９３が存在する。このとき、通常、補強部材４、５は、それぞれ２つ設けられることになる。しかし、バンパービーム１の片方の管体のみを補強し、補強部材４、５を、それぞれ１つとすることもできる。また、補強部材４、５を挿入する部分のみ、バンパービーム１の接続壁１９３を除去し、補強部材４、５をそれぞれ１つとすることもできる。
　上記実施形態では、補強部材４、５は、バンパービーム１の端部１ａ、１ｂに挿入されることによって、端部１ａ、１ｂに配置されているが、補強部材の内部にバンパービームの端部が挿入されることによって、補強部材が、バンパービームの端部に配置されてもよい。
　上記実施形態では、バンパービーム１の両端部１ａ、１ｂに補強部材４、５が設けられているが、補強部材は、バンパービーム１のいずれか一端部に設けられてもよい。
　上記実施形態では、補強部材４、５は、バンパービーム１の端部１ａ、１ｂから車幅方向外方に向けて突出するように配置されているが、バンパービーム１の端部１ａ、１ｂから突出しないように配置されてもよい。
　上記実施形態では、バンパービーム１と補強部材４、５とは、バンパーステイ２、３をパンパービーム１にかしめ接合することによって、接合されているが、リベット、溶接、接着剤、キー溝曲げによって接合されてもよい。また、かしめ接合については、上記実施形態では、ゴムかしめによる例を示しているが、ハイドロかしめ、電磁成型かしめにより行われてもよい。
　上記実施形態では、車両用構造体９０としてバンパー構造体を例として説明したが、本発明は、バンパー構造体に限定されず、車両に使用される車両用構造体に広く適用することができる。
　本発明は、上記実施形態で説明した構成には限定されず、特許請求の範囲に記載した内容を逸脱することなく、当業者が考え得る各種変形例を含むことができる。
　　１　バンパービーム　
　　１ａ　端部　
　　１ｂ　端部　
　　１１　前壁　
　　１２　後壁　
　　１３　前方傾斜壁　
　　１４　前方傾斜壁　
　　１５　後方傾斜壁　
　　１６　後方傾斜壁　
　　２　バンバーステイ　
　　２１　管部　
　　３　バンパーステイ　
　　３１　管部　
　　４　補強部材　
　　５　補強部材　
　　８０　ゴム　
　　８１　押子　
　　９０　車両用構造体　
　　９１　固定ボルト　
　　９２　接着剤　

Claims (6)

  1. 　車幅方向に延びる第１部材と、
    　前後方向に延び、前記第１部材に対して前後方向に挿入される第２部材と、
    　前記第１部材の車幅方向の端部に配置され、前記端部に接合される第３部材と、を備える、車両用構造体。
  2. 　前記第３部材は、前後方向において、前記第２部材に重なるように配置されている、請求項１記載の車両用構造体。
  3. 　前記第３部材の断面形状は、矩形状を有しており、
    　前記第３部材と前記第１部材との重複長さは、前記第３部材の断面の短辺側長さの３倍以上となっている、請求項１記載の車両用構造体。
  4. 　前記第３部材は、前記第１部材の前記端部から前記第１部材の車幅方向内方に向けて前記第１部材に挿入されており、
    　前記第２部材は、前後方向から前記第１部材及び前記第３部材に挿入され、前記第２部材の前記第１部材及び前記第３部材への挿入部が拡管されて、前記第１部材及び前記第３部材にかしめ接合されている、請求項１～３のいずれか１つに記載の車両用構造体。
  5. 　車幅方向に延びる第１部材と、前後方向に延びる第２部材と、車幅方向に延びる第３部材と、を準備し、
    　前記第３部材を、前記第１部材の車幅方向の端部に配置して前記端部に接合し、
    　前記第２部材を、前後方向から前記第１部材及び前記第３部材に挿入することを含む、車両用構造体の製造方法。
  6. 　前記第３部材を、前記第１部材の車幅方向の端部から前記第１部材の車幅方向内方に向けて前記第１部材に挿入し、
    　前記第２部材の前記第１部材及び前記第３部材への挿入部を拡管することによって、前記第２部材を前記第１部材及び前記第３部材にかしめ接合することを含む、請求項５記載の車両用構造体の製造方法。
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