(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーム本体の取付孔に挿入したかしめナットの周壁部を座屈させて半径方向外方に膨出させた拡径部を形成することにより前記かしめナットを前記ビーム本体に固定してなる車両用外装ビームであって、前記ビーム本体の取付孔の近傍位置に前記かしめナットの拡径部の周方向の一部が食い込む突起部が設けられていることを特徴とする車両用外装ビーム。
【請求項２】
前記突起部は、前記ビーム本体の長手方向に沿う凸条であることを特徴とする請求項１記載の車両用外装ビーム。
【請求項３】
前記凸条は、前記取付孔の接線方向に設けられていることを特徴とする請求項２記載の車両用外装ビーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に配置されるバンパー等の車両用外装ビームに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なトラック等の車高の高い車両には、車高の低い乗用車等が衝突した際の潜り込みを防止するために、車両の下方にバンパーが設けられている。このバンパーは、スチール又はアルミニウム合金等によって一般的に角筒状に形成されており、車両への取付け時には、ボルト等で締結して使用される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、アルミニウム合金押出形材の板状壁に、中空内部からピアスナットを打ち込んで、板状壁に固定する締結方法が提案されている。
ピアスナットは、かしめダイスで裏面を支持した金属板に、打ち込みパンチでナットを打ち込み、ナット自体で金属板を打ち抜くと同時に、打ち抜いた穴の周縁をかしめ、金属板に固着するナットである。このピアスナットにおいては、かしめ力が小さいと板状壁から脱落することがあり、ボルト締付作業が良好に行えない場合がある。そのため、ピアスナットを設置するには、ナット自体で打ち抜くことができ、且つ、かしめ力に耐え得る強度の厚みを持った板状壁を構成する必要がある。
そこで、板状壁は想定される衝突荷重に応じてその断面形状や板厚が設定されるが、特許文献１のピアスナットにおいては、ピアスナットが打ち込まれる板状壁の一部に、他の部分より板厚の大きい肉厚部を形成して、かしめ力を高めている。
【０００４】
また、アルミニウム合金等により形成されたバンパーと、フレーム部材とを結合する方法として、特許文献２に提案されるようなかしめナットを用いる締結方法が知られている。この場合、バンパーの貫通孔周りにかしめナットをかしめて固定したうえで、フレーム部材の貫通孔にボルトを通してかしめナットに螺合させることにより、締結することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１８０６１号公報
【特許文献２】特開２００８−１７５３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年では、バンパーを軽量化するために、アルミニウム合金等の押出材の周壁は、比較的薄肉に形成されるようになっている。
そのため、バンパーの締結に特許文献1に示すピアスナットを用いた場合には、打ち込み部を含むその周辺部分を肉厚に形成するなどしてかしめ力を確保するとともに、その打ち込み部自体を打ち抜けるように形成する必要がある。
また、ピアスナットは限界トルクが低く、ピアスナットとボルトとの共回りを起こし易いため、高トルクでの締結が難しいものとなっている。
【０００７】
バンパーの締結に、特許文献２に示すかしめナットを用いた場合においても、かしめ部分で共回りを引き起こし易く、共回り防止のために、かしめナットにローレット加工を施したり、下穴径を厳密に管理したりするなどの対策が必要である。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、簡易な構成で締結部材の共回りを防止し、確実に固定できる車両用外装ビームを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の車両用外装ビームは、ビーム本体の取付孔に挿入したかしめナットの周壁部を座屈させて半径方向外方に膨出させた拡径部を形成することにより前記かしめナットを前記ビーム本体に固定してなる車両用外装ビームであって、前記ビーム本体の取付孔の近傍位置に前記かしめナットの拡径部の周方向の一部が食い込む突起部が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
このように形成される車両用外装ビームは、かしめナットの周壁部を膨出させて固定する際に、拡径部の一部が突起部に食い込み、変形してかしめられる。その拡径部と突起部との食い込み部分が回り止めとして機能するので、外装ビームの車両への取付時には、かしめナットと締結ボルトとの共回りを確実に防止することができ、外装ビームを強固に固定することができる。
【００１１】
また、本発明の車両用外装ビームにおいて、前記突起部は、前記ビーム本体の長手方向に沿う凸条であるとよい。
突起部をビーム本体の長手方向に沿って形成した場合、押出成形等によってビーム本体の成形と同時に突起部を成形することができ、容易に作製することができる。
【００１２】
さらに、本発明の車両用外装ビームにおいて、前記凸条は、前記取付孔の接線方向に設けられているとよい。
ビーム本体の突起部を取付孔の接線方向に設けた場合、かしめナットの拡径部に確実に接触させて食い込ませることができるので、突起部の高さに若干のばらつきがあっても広範囲で共回り防止機能を発揮することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ビーム本体に突起部を形成する簡易な構成でありながら、締結部材の共回りを防止し、確実に固定することができる車両用外装ビームを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態の外装ビームの斜視図である。
【図２】図１に示すビーム本体の要部拡大図であり、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。
【図３】かしめナットの取付けを説明する側断面図であり、（ａ）が固定前、（ｂ）が固定後を示す。
【図４】図１に示す外装ビームの要部拡大図であり、（ａ）が斜視図、（ｂ）が側面図である。
【図５】かしめナットの限界トルク評価装置の概略構成図である。
【図６】他の実施形態のビーム本体を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の車両用外装ビームの一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態の車両用外装ビーム１００は、図１に示すように、角筒状に形成されたビーム本体１０の取付孔１１に、締結部材であるかしめナット２０を固定して構成される。
【００１６】
ビーム本体１０は、図１に示すように、アルミニウム合金の押出成形によって角筒状に形成されており、取り付けられる車両の幅寸法と同程度の長さに形成されている。
そして、ビーム本体１０の周壁には、かしめナット２０を挿入して固定する取付孔１１が設けられており、ビーム本体１０内壁の取付孔１１の近傍位置には、ビーム本体１０の長手方向に沿う凸条の突起部１２が形成されている。
突起部１２は、図２に示すように、取付孔１１の片側（図２では左側）に、取付孔１１の軸芯に沿った端面１３を形成して縦断面台形状に設けられ、取付孔１１によって一部が切欠かれた形状とされ、その切欠かれた部分は、ほぼ三角形の縦断面に形成される。
【００１７】
かしめナット２０は、図３（ａ）に示すように、筒状の円筒体２１で形成されており、その一端にフランジ部２２を有している。円筒体２１の先端は肉厚に形成されるとともに、その内側に雌ねじ部２３が形成されている。そして、円筒体２１の雌ねじ部２３とフランジ部２２との間は、開口径を円筒体２１の先端よりも大きくして薄肉に形成された周壁部２４となっている。
【００１８】
このように構成されるかしめナット２０は、以下のようにしてビーム本体１０に固定される。
まず、図３（ａ）に示すように、かしめナット２０をビーム本体１０の取付孔１１に挿入するとともに、フランジ部２２をビーム本体１０の外壁に当接させる。この状態で、フランジ部２２側から締結ボルト３０を挿入して雌ねじ部２３に螺合させるとともに、かしめ工具（図示略）によりフランジ部２２を固定してねじ締めを行うことにより、円筒体２１の先端がビーム本体１０の内壁側に引き寄せられ、薄肉に形成された周壁部２４が半径方向外方に膨出して座屈することにより、図３（ｂ）及び図４に示すように、拡径部２５が形成される。そして、さらに締結ボルト３０を締め込むと、かしめナット２０のフランジ部２２と拡径部２５とにビーム本体１０の壁が挟持されてかしめられる。この際、膨出したかしめナット２０の拡径部２５の一部が、ビーム本体１０の内壁に形成された突起部１２に食い込み、変形して固定される。
【００１９】
このように構成される外装ビーム１００の車両への取付時には、かしめナット２０の拡径部２５とビーム本体１０の突起部１２との食い込み部分２５ａが回り止めとして機能するので、かしめナット２０と締結ボルト３０との共回りを確実に防止することができ、外装ビーム１００を強固に固定することができる。
【００２０】
次に、本発明の車両外装ビームに係る実施例について説明する。
図５に示すように、突起部１２の段差高さ（段差高）をｈ、取付孔１１の内周端から突起部１２の端面１３までの距離をｗとし、ビーム本体の代わりに、表１に示す条件で突起部１２を形成した試料片１５を作製し、それぞれの試料片１５にかしめナット２０を固定して、各試料片１５に固定されたかしめナット２０の取付強度を確認した。
試料片１５には、板厚１０ｍｍ、取付孔１１の直径１１．９ｍｍのアルミニウム合金板を用い、かしめナット２０を取り付けた各試料片１５に鋼板４０を重ねて固定した状態で、鋼板４０の挿入孔４１から挿入した締結ボルト３０をかしめナット２０に螺合し、トルクレンチ５０で締結ボルト３０にトルクを加え、かしめナット２０と締結ボルト３０との共回り又は、ねじ破壊や締結ボルト３０の破断が生じるまで締結ボルト３０にトルクを加え続けた。その結果を表１に示す。
【００２１】
表１の「○」は、共回りや芯ずれが発生することがなく、ねじ破壊が生じるまでトルクを加え続けることができた試料片を示している。共回りは、締結ボルト３０とかしめナット２０とが一緒に回ってしまうことを示し、芯ずれは、試料片１５の取付孔１１とかしめナット２０の雄ねじ部との軸芯がずれて、締結ボルト３０を途中までしか挿入できない状態となることを示す。また、表１において段差高ｈが０ｍｍの試料片は、突起部１２が形成されていない平板であることを示す。
「段差位置Ｓ」は、取付孔１１の内周端からかしめナット２０の拡径部２５の最大膨出端までの距離Ｌと、取付孔１１の内周端から突起部１２の端面１３までの距離ｗとの比率を表し、ｗ／Ｌに１００を掛けた値である。段差位置Ｓの値が大きくなる程、突起部１２が取付孔１１から離れて形成されていることを示す。例えば、段差位置Ｓが１００の場合は、距離Ｌと距離ｗとが同じ距離の場合であり、かしめナット２０の拡径部２５は突起部１２に食い込まずに接した状態で取り付けられていることを示す。
【００２２】
【表１】
0005646249.tif 000002
【００２３】
表１に示すとおり、段差高ｈが０ｍｍである突起部１２のない平板の場合は、共回りが発生している。また、段差位置Ｓが大きく、段差高ｈが低い場合、つまり、かしめナット２０の拡径部２５と試料片１５の突起部１２との食い込み量が小さい場合にも共回りが生じており、回り止めとしての機能が得られないことがわかる。一方、段差高ｈが高過ぎる場合には、芯ずれが生じ、それ以上、締結ボルトを締め込むことができなかった。
また、段差位置Ｓが０の場合、つまり、突起部１２を取付孔１１の接線方向に設けた場合には、かしめナット２０の拡径部２５に突起部１２を確実に接触させて食い込ませることができるので、段差高ｈが広い範囲（０．５〜３．６ｍｍ）で適用可能となり、広範囲で共回りを防止できることがわかった。
なお、ねじ破断が生じるまで締め込むことができ、評価が「○」となった試料片の最大トルクは全て４５Ｎ・ｍ以上となり、強固に固定されていた。
【００２４】
なお、本発明は上記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
上記の実施形態においては、凸条の突起部を一つだけ設けて構成していたが、図６に示すように、複数の突起部を設けてもよい。例えば、図６（ａ）に示すビーム本体１０Ａのように、取付孔１１を横断するように突起部１２Ａを設けて、二つに分断された突起部１２Ａを形成してもよいし、（ｂ）に示すビーム本体１０Ｂのように、取付孔１１を挟むようにして取付孔１１の両側の接線方向に突起部１２Ｂを形成し、突起部１２Ｂ同士を取付孔１１を介して対向させて配置してもよい。また、（ｃ）に示すビーム本体１０Ｃのように、取付孔１１の接線方向に延びる突起部１２Ｂと、取付孔１１を横断する突起部１２Ａとの両方を設けた構成としてもよい。
【００２５】
なお、上記の実施形態においては、車両に車両用外装ビームを取り付ける場合ついて説明したが、本発明は、車両用外装ビームにランプやライセンスプレート、ハーネス等の周辺部品を取り付ける場合にも使用される。
また、ビーム本体は角筒状に形成されるものだけではなく、例えば、中空部を持たない横断面がＣ型形状等のビーム本体にも、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１００  車両用外装ビーム
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  ビーム本体
１１  取付孔
１２，１２Ａ，１２Ｂ  突起部
１３  端面
１５  試料片
２０  かしめナット
２１  円筒体
２２  フランジ部
２３  雌ねじ部
２４  周壁部
２５  拡径部
２５ａ  食い込み部
３０  締結ボルト
４０  鋼板
４１  挿入孔
５０  トルクレンチ
【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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