(57)【要約】【課題】重量増加を抑制しつつ必要な補強強度が得られる補強構造を提供すること。【解決手段】本発明の車体長手部材の補強構造は、細長い中空部が内部に形成された閉断面構造の車体長手部材と、中空部内に配置された細長い補強部材と、を備え、補強部材が、合成樹脂材料で構成された第１部分と、少なくとも金属材料を含む第２部分と、を備え、補強部材は、車両の所定衝突状態において応力が集中する部位に第２部分が位置するように、発泡性接着剤で閉断面構造体に固定されていることを特徴とする。【選択図】図３
2010064504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体長手部材の補強構造であって、
細長い中空部が内部に形成された閉断面構造の車体長手部材と、
該中空部内に配置された細長い補強部材と、を備え、
該補強部材が、合成樹脂材料で構成された第１部分と、少なくとも金属材料を含む第２部分と、を備え、
前記補強部材は、車両の所定衝突状態において応力が集中する部位に前記第２部分が位置するように、発泡性接着剤で前記閉断面構造体に固定されている、
ことを特徴とする補強構造。
【請求項２】
前記第２部分の両端に前記第１部分が配置されている、
請求項１に記載の補強構造。
【請求項３】
前記第２部分が、鋼材料と合成樹脂材料とを含む、
請求項１または２に記載の補強構造。
【請求項４】
前記第２部分が、鋼材料のみで構成されている、
請求項１または２に記載の補強構造。
【請求項５】
前記第１部分が、断面略Ｍ字状の合成樹脂部材から構成され、
前記第２部分が、断面略Ｍ字状の合成樹脂部材と断面略Ｍ字状の鋼部材から構成されている、
請求項１ないし３の何れか１項に記載の補強構造。
【請求項６】
前記第２部分を構成する断面略Ｍ字状の合成樹脂部材は、長手方向中央の車体内方側が切り欠かれることによって、長手方向中央の厚さが長手方向両端の厚さより小さく設定されている、
請求項５に記載の補強構造。
【請求項７】
前記金属材料または鋼材料で形成された部分が、発泡性接着剤によって合成樹脂材料で構成された部分に連結固定されている、
請求項１ないし６の何れか１項に記載の補強構造。
【請求項８】
前記閉断面構造体が、車両のＢピラーであり、
前記応力が集中する部位が、前記Ｂピラー上部の横断面積が減少する領域である、
請求項１乃至７の何れか１項に記載の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体長手部材の補強構造に関し、詳細には、細長い中空部が内部に形成された閉断面構造の車体長手部材の補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両のフレームは、フロントピラー、Ｂピラー、ルールサイドレール、サイトシル等の内部に細長い中空部が形成された閉断面構造の細長い部材（長手部材）を組み合わせることによって形成されている。
【０００３】
これらの長手部材には、衝突等によって外部から応力が加わった際には、応力を吸収、あるいは分散等させて客室の変形を最小限に抑え、乗員の安全を図ることが求められている。このため長手部材は、用いられる場所によっては、内部の中空部に補強部材が取付けられた補強構造を有する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような補強構造としては、所謂「ハット」形状の断面を有する複数枚の金属製補強部材（レインフォースメント）を、長手部材を構成するアウタパネルとインナパネルの間に配置する構造が知られている。
【０００５】
代表的な長手部材であるＢピラーの横断面を図１に示す。この補強構造１では、アウタパネル２とインナパネル４の間に、アウタレインフォースメント６、ヒンジレインフォースメント８、インナレインフォースメント１０が配置されている。この結果、この補強構造には、合計３枚の金属製補強部材（レインフォースメント）がアウタパネル２とインナパネル４の間に配置されるので、部品点数ならびに重量が大幅に増加してしまうという問題がある。
【０００６】
さらに、組み立てに際しては、図２に示されているように、アウタパネル２にアウタレインフォースメント６およびヒンジレインフォースメント８が取付けられたアウタサブアセンブリ１２と、インナパネル４にインナレインフォースメント１０が取り付けられたインナサブアッセンブリ１４とが、矢印方向Ａに接合されて溶接される。このとき、アウタサブアセンブリ１２とインナサブアッセンブリ１４は、図１にｘで示されるようにフランジのみで溶接されるため、断面剛性が低くなるという問題もある。
【０００７】
本発明は、文献公知発明に係る先行技術ではない上記従来技術に基づいてなされたものである。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題を解決するためになされたものであり、重量増加を抑制しつつ必要な補強強度が得られる補強構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、
車体長手部材の補強構造であって、
細長い中空部が内部に形成された閉断面構造の車体長手部材と、
該中空部内に配置された細長い補強部材と、を備え、
該補強部材が、合成樹脂材料で構成された第１部分と、少なくとも金属材料を含む第２部分と、を備え、
前記補強部材は、車両の所定衝突状態において応力が集中する部位に前記第２部分が位置するように、発泡性接着剤で前記閉断面構造体に固定されている、
ことを特徴とする補強構造が提供される。
【００１０】
このような構成によれば、補強部材の第１部分は合成樹脂材料で構成されているので軽量であり、また補強部材の第２部分は金属材料を含んでいるので、応力に対する強度、特に引っ張り強度が、第１部分より高くなる。そして、閉断面構造体の応力が集中する部位に、この第２部分が配置されるので、この部分において高い強度が得られる。一方、第２部分が合成樹脂で構成されていることにより、軽量化も達成される。この結果、重量増加を抑制しつつ必要な補強強度が得られる。
【００１１】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記第２部分の両端に前記第１部分が配置されている。
本発明の他の好ましい態様によれば、前記第２部分が、鋼材料と合成樹脂材料とを含む。
【００１２】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記第２部分が、鋼材料のみで構成されている。
このような構成によれば、鋼材料は延性を有するため、引張りに対して破断することなく荷重を大きくすることができる。
【００１３】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記第１部分が、断面略Ｍ字状の合成樹脂部材から構成され、
前記第２部分が、断面略Ｍ字状の合成樹脂部材と断面略Ｍ字状の鋼部材から構成されている。
【００１４】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記第２部分を構成する断面略Ｍ字状の合成樹脂部材は、長手方向中央の車体内方側が切り欠かれることによって、長手方向中央の厚さが長手方向両端の厚さより小さく設定されている。
衝突時に引張応力が作用する車体内方側では、鋼部材によって必要十分な強度が確保されているので、引張応力に対して比較的弱い合成樹脂材料は、実質的には補強部材として作用しない。したがって、合成樹脂部材の長手方向中央の車体内方側部分を切り欠くことによって、衝突時の耐力を低下させることなく、さらなる軽量化を実現している。
【００１５】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記金属材料または鋼材料で形成された部分が、発泡性接着剤によって合成樹脂材料で構成された部分に連結固定されている。
本発明の他の好ましい態様によれば、前記閉断面構造体が、車両のＢピラーであり、前記応力が集中する部位が、前記Ｂピラー上部の横断面積が減少する領域である。
【発明の効果】
【００１６】
以上のような構成を有する本発明によれば、重量増加を抑制しつつ必要な補強強度が得られる補強構造が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。
図３は、本発明の第１実施態様の補強構造で使用される補強部材２０の斜視図であり、図４は補強部材２０の分解斜視図であり、図５は、補強部材２０の取付位置を示す図面である。
【００１８】
図５に示されているように、本実施形態の細長い補強部材２０は、細長い中空部が内部に形成された閉断面構造体である自動車の車体のＢピラーＰ内の中空部に取付けられ、側方からの衝突による衝撃を吸収する等の機能を有する。
【００１９】
図３および図４に示されているように、補強部材２０は細長い形状を有している。補強部材２０は、横断面が略Ｍ字形状を有し合成樹脂材料で形成された補強部材本体２２と、補強部材本体２２と略等しい横断面形状を有し金属材料で形成されたリテーナ２４とを備えている。
本実施形態の補強部材本体２２を構成する合成樹脂材料としては、例えば、ガラス繊維あるいは炭素繊維で強化されたナイロン等が用いられ、リテーナ２４を構成する金属材料としてはスチール（鋼）が用いられているが、これらに限定されるものではない。
【００２０】
補強部材２０は、補強部材本体２２とリテーナ２４の略Ｍ字形状の上方部分が、車両幅方向外方を向くように、車両のＢピラー内に取付けられる。
【００２１】
補強部材本体２２のＭ字の両側部を構成する両脚部２２ａは、補強部材本体２２の長手方向中央部付近が、下端側から円弧状に切り欠かれ、厚さが長手方向両端の厚さより小さくされている。
さらに、補強部材本体２２のＭ字の中央部を構成する略ＵないしＶ字状２２ｂも、補強部材本体２２の長手方向中央部付近には存在していない。
補強部材本体２２は、長手方向中央部付近が、平行に延びる２本のレール部分２２ｃによって構成されている。換言すれば、補強部材本体２２は、両端の断面略Ｍ字状部２２ｄが、長手方向中央のレール部分２２ｃによって連結されている構成を備えている。
【００２２】
リテーナ２４は、補強部材本体２２のレール部分２２ｃより若干長い長手方向寸法を有し、図３のＶＩ−ＶＩ断面である図６に示されているように、レール部分２２ｃに被せられることにより、補強部材本体２２に組み付けられている。
本実施形態では、補強部材本体２２の両端の断面略Ｍ字状部２２ｄによって、補強部材２０の第１部分が構成され、補強部材本体２２のレール部分２２ｃとリテーナ２４によって、補強部材２０の第２部分が構成されている。
【００２３】
補強部材本体２２とリテーナ２４とは、接着剤によって、接合されている。接着剤は、補強部材本体２２とリテーナ２４の接触面の全面にわたって塗布されている。
また、補強部材本体２２を成形する際、リテーナ２４を成形型内の所定位置に配置し、この状態で補強部材本体２２を成形することによって、リテーナ２４を補強部材本体２２と一体化させる構成でもよい。
【００２４】
次に、補強部材２０の取付位置について説明する。ＢピラーＰの車幅方向の縦断面である図７に矢印Ｆで示されているような、衝突等によってＢピラーＰに車幅方向外方から車幅方向内方に向う力が加わると、ＢピラーＰは内方に変形する。この際、図７にＳで示さる断面形状が変化している部分は、応力が集中する高応力部位Ｈとなり、その周囲が低応力部位Ｌとなる。また、力は、車幅方向内方に向かう力であるから、ＢピラーＰの車幅方向外方部位には圧縮応力が、車幅方向内方部位には引張応力が作用することになる。
本実施形態の補強部材２０は、レール部分２２ｃとリテーナ２４によって構成される第２部分が高応力部位Ｈに位置するように、ＢピラーＬ内に配置されている。
【００２５】
次に、補強部材２０のＢピラーＰへの取付方法について説明する。図８は、ＢピラーＰの中空部内に取付けられた補強部材２０の長手方向中央部すなわちリテーナが取付けられている部分の模式的な横断面図であり、図９は長手方向両端部すなわちリテーナが取付けられていない部分の模式的な横断面図である。
【００２６】
本実施形態では、ＢピラーＰのＢピラーアウタ２６の内側に、Ｂピラーレインフォースメント２８が配置され、Ｂピラーレインフォースメント２８とＢピラーインナ３０との間に補強部材２０が配置されている。
Ｂピラーレインフォースメント２８は、左右のフランジが、Ｂピラーアウタ２６の左右のフランジとＢピラーインナ３０の左右のフランジとの間に挟持されることによって、ＢピラーＰに取付けられている。
【００２７】
図８から明らかなように、補強部材２０の長手方向中央部では、補強部材本体２２のレール部に被せられたリテーナ２４の上面とＢピラーレインフォースメント２８の下面との間、およびリテーナ２４の中央の略ＵないしＶ字状部の底部下面とＢピラーインナ３０の上面との間のそれぞれを発泡性接着剤３２で接着することによって、補強部材２０がＢピラーＰの中空部材内に固定されている。
【００２８】
さらに、図９から明らかなように、補強部材２０の両端部では、補強部材本体２２の上面および左右両側面とＢピラーレインフォースメント２８の下面との間、および補強部材本体２２の中央の略ＵないしＶ字状部の底部下面とＢピラーインナ３０の上面との間のそれぞれを発泡性接着剤３２で接着することによって、補強部材２０がＢピラーＰの中空部材内に固定されている。
【００２９】
発泡性接着剤３２は、ホワイトボディへの焼き付け塗装時の熱によって発泡して接着作用を生じる公知の接着剤である。したがって、焼き付け塗装時まで、補強部材２０をＢピラーＰの中空部内の所定位置に保持しておくため、フック等の仮固定手段が用いられる。
【００３０】
次に、本発明の第２実施形態の補強部材４０について説明する。
図１０は、第２実施形態の補強部材４０の斜視図である。第２実施形態の補強部材４０は、合成樹脂で形成された補強部材本体４２が２分割され、２分割された補強部材４２（第１部分）が長手方向中央に配置されたリテーナ４４（第２部分）の両端に、それぞれ接続された構成を有している。
【００３１】
リテーナ４４は、略Ｍ字形状の断面形状を有し、第１実施形態のリテーナ２４と略同一の形状を備えているが、略Ｍ字と構成する両脚部の長手方向端部が、長手方向外方に向かって傾斜する傾斜部とされている点でリテーナ２４と異なっている。
【００３２】
また、リテーナ４４の両端と、２つの補強部材４２とは、発泡性接着剤で接合され、さらに、補強部材４０は、第１実施形態の補強部材２０と同様の位置および同様の方法で、ＢピラーＰ内の中空部内に固定されている。
【００３３】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の変更が可能である。
上記実施形態は、本発明の補強構造をＢピラーに適用した例であったが、本発明は、Ｂピラーに限定されるものではなく、他の閉断面構造の長手部材、例えば、ルーフサイドレール、フロントピラー、サイドシル等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来技術の補強構造を有するＢピラーの横断図である。
【図２】図１のＢピラーの組み立てを説明する図面である。
【図３】本発明の第１実施態様の補強構造で使用される補強部材の斜視図である。
【図４】図３の補強部材の分解斜視図である。
【図５】図３の補強部材の取付位置を示す図面である。
【図６】図３のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】Ｂピラーの車幅方向の縦断面である。
【図８】ＢピラーＰの中空部内に取付けられた補強部材２０の長手方向中央部の模式的な横断面図である。
【図９】ＢピラーＰの中空部内に取付けられた補強部材２０の長手方向両端部の模式的な横断面図である。
【図１０】第２実施形態の補強構造で使用される補強部材の斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
２０：補強部材
２２：補強部材本体
２４：リテーナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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