(57)【要約】【課題】軽量で、衝突に対する耐荷重性能の向上を図ることができ、車両とフレーム部材との取付位置の自由度を高く設定することができる潜り込み防止装置を提供する。【解決手段】潜り込み防止装置１００は、フレーム部材１０とナットプレート３０とを備え、フレーム部材１０の長さ方向の途中に曲げ部１５を有し、ナットプレート３０は、ステー２１との間にフレーム部材１０の後壁１１を挟んで固定するベース板部３１と、ベース板部３１の表面からフレーム部材１０の前壁１２まで近接して、フレーム部材１０の上壁１３及び下壁１４と平行に配置される突出板部３３とを備えており、突出板部３３は、前壁１２に最も近接する突出部３３ｐを有する先端面３３ｓが、曲げ部１５における前壁１２の内面１２ａの曲率半径Ｒ１により形成される円弧の内側に配置可能な形状により形成されている。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の幅方向に沿って配置される中空形状のフレーム部材と、前記フレーム部材を車両側のステーに固定するために該フレーム部材の内部に取り付けられるナットプレートとを有する潜り込み防止装置であって、前記フレーム部材の長さ方向の途中に曲げ部を有し、前記ナットプレートは、前記ステーとの間に前記フレーム部材の後壁を挟んで固定するベース板部と、該ベース板部の表面から前記フレーム部材の前壁まで近接して、該フレーム部材の上壁及び下壁と平行に配置される突出板部とを備えており、前記突出板部は、前記前壁に最も近接する突出部を有する先端面が、前記曲げ部における前記前壁内面の曲率半径により形成される円弧の内側に配置可能な形状により形成されていることを特徴とする潜り込み防止装置。
【請求項２】
前記突出板部の先端面が、前記曲げ部における前記前壁内面の曲率半径と同一又はそれよりも小さな曲率半径の円弧面で形成されていることを特徴とする請求項１記載の潜り込み防止装置。
【請求項３】
前記ナットプレートには、前記突出板部の倒れを抑制するための補強リブが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の潜り込み防止装置。
【請求項４】
前記突出板部の先端部分には、該突出板部の先端面の厚みを大きくするように突条部が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の潜り込み防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両同士が衝突した際の潜り込みを防止するために車両に配置される潜り込み防止装置に関する。
【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、車両前後の下方位置に車両用バンパーが設けられている。そして、車両用バンパーは、軽量化のために角筒状に形成されたフレーム部材の内部に、ナットを有するナットプレートを取り付け、このナットプレートと車両側のステーとの間にフレーム部材の側部を挟んだ状態で取付ボルトを締結することにより、ステーに固定されている。
【０００３】
ところで、車両衝突時には、特にステーとの取付部分に大きな負荷がかかり、比較的容易に変形、座屈してしまうことから、フレーム部材とステーとの締結位置においてフレーム部材を部分的に補強することが行われている。
例えば、特許文献１に開示されている車両用ビーム（乗用車用バンパー）では、ナットプレートに補強構造を設けて補強用部材を構成している。この補強用部材は、フレーム部材（バンパー補強材）の幅方向に互いに間隔をおいて略平行に立設された一対の縦壁状フランジと、これら一対のフランジ同士をつなぐ壁状リブとから構成される略コの字状又は略Ｉ型状の断面形状に形成されている。そして、後面側の縦壁状フランジにおいて、ステー及びフランジ部材と一体に接合されている。
【０００４】
また、特許文献２には、フレーム部材（フロントアンダランプロテクタ本体）内にＨ型鋼や薄型鋼からなる補強用鋼材を圧入することが開示されている。
さらに、特許文献３では、衝突面側を開口し、フレーム部材（長尺バンパ材）の中空部内面に沿って形成された内側補強体を内装することにより、フレーム部材を部分的に補強している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０‐８９７８３号公報
【特許文献２】特開２００８‐１８９２７３号公報
【特許文献３】特許第４９１９２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１〜３に提案されているような補強用部材等では、両端が曲げられた形状のフレーム部材に装着しようとしても、ストレート部には装着できても曲げ部を通過させることができない。曲げ部を通過させるために、フレーム部材内部に対して補強用部材を小型化した場合では、フレーム部材の内壁との隙間が大きくなり過ぎて補強作用が有効に働かず、潜り込み防止機能を十分に発揮できない。そのため、ステーとフレーム部材との取付位置は、限られたものとなっていた。また、ストレート形状のフレーム部材にナットプレートを組み込んだ後で、その外側に曲げ部の加工を行うことも考えられるが、この場合には、フレーム部材の加工工程と組み付け工程とを交互に行う必要があり、作業が煩雑になるという問題があった。さらに、曲げ加工に曲げ部近傍で発生するしわを抑制するための中子を挿入する場合等では、フレーム部材内部に組み込まれたナットプレートが中子と干渉してしまう問題もあった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、軽量で、衝突に対する耐荷重性能の向上を図ることができ、車両とフレーム部材との取付位置の自由度を高く設定することができる潜り込み防止装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、車両の幅方向に沿って配置される中空形状のフレーム部材と、前記フレーム部材を車両側のステーに固定するために該フレーム部材の内部に取り付けられるナットプレートとを有する潜り込み防止装置であって、前記フレーム部材の長さ方向の途中に曲げ部を有し、前記ナットプレートは、前記ステーとの間に前記フレーム部材の後壁を挟んで固定するベース板部と、該ベース板部の表面から前記フレーム部材の前壁まで近接して、該フレーム部材の上壁及び下壁と平行に配置される突出板部とを備えており、前記突出板部は、前記前壁に最も近接する突出部を有する先端面が、前記曲げ部における前記前壁内面の曲率半径により形成される円弧の内側に配置可能な形状により形成されていることを特徴とする。
【０００９】
フレーム部材の前壁に他の車両等が衝突した場合に、ナットプレートに設けられた突出板部により、その前壁を支えられるようになっており、車両側のステーとの取付部分においてフレーム部材が補強されている。これにより、潜り込み防止装置は、全体の重量増加を抑制しながらも、衝突時の衝撃を分散させて受けることができ、衝撃に対して十分な強度を示すことができる。
また、突出板部は、フレーム部材の前壁に最も近接して配置される突出部を有する先端面を、フレーム部材の曲げ部における前壁内面の曲率半径により形成される円弧の内側に配置可能な形状により形成したので、フレーム部材の曲げ部にナットプレートを通過させる際に、曲げ部とナットプレートとの間に常に隙間を確保することができ、ナットプレートを円滑に通過させることができる。したがって、ステーとフレーム部材との取付位置が曲げ部の前後で制限されることがなく、その取付位置の自由度を高く設定することが可能となっている。
また、本発明のナットプレートは、曲げ部が形成されたフレーム部材に装着できるので、フレーム部材の曲げ加工時においては、しわ抑制のための中子を容易に挿入できる等、曲げ加工の作業を容易に行うことができる。
【００１０】
本発明の潜り込み防止装置において、突出板部の先端面が、曲げ部における前壁内面の曲率半径と同一又はそれよりも小さな曲率半径の円弧面で形成されているとよい
この場合、突出板部の先端面の形状が、フレーム部材の曲げ部における前壁内面の曲率半径と同一又はそれよりも小さな曲率半径により形成される円弧面で形成することができるので、フレーム部材の曲げ部においてナットプレートを円滑に通過させることができる。
なお、突出板部の先端面の形状は、フレーム部材の曲げ部における内壁内面の曲率半径の大きさに近づけた円弧面で形成するほど、先端面の広い範囲をフレーム部材の前壁内面に近接させて配置することができる。このため、突出板部の先端面を、曲げ部の曲率半径の大きさと同一の円弧面とすることで、衝突時において、先端面の広範囲で前壁を支えることが可能となり、衝突に対する強度を高めることができる。
【００１１】
本発明の潜り込み防止装置において、前記ナットプレートには、前記突出板部の倒れを抑制するための補強リブが設けられているとよい。
例えば、補強リブは、ベース板部と突出板部との接続部に設けられているとよい。また、一対の突出板部の先端側を接続する形状の補強リブとすることもでき、このような補強リブを設けることにより、衝撃に対してさらに強度を高めることができる。
【００１２】
本発明の潜り込み防止装置において、前記突出板部の先端部分には、該突出板部の先端面の厚みを大きくするように突条部が形成されているとよい。
突出板部の先端部分に突条部を設けることで、衝突時にフレーム部材の前壁と接触する先端面の接触面積を大きくすることができ、衝撃をより一層分散させて受けることができるので、衝撃に対する強度をさらに高めることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、潜り込み防止装置の軽量化を図るとともに、衝突に対する耐荷重性能の向上を図ることができ、ステーとフレーム部材との取付位置の自由度を高く設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態の潜り込み防止装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す潜り込み防止装置のフレーム部材の断面図であり、ナットプレートの取り付け状態を示す。
【図３】ナットプレートの斜視図である。
【図４】図３のナットプレートのＡ矢視図である。
【図５】図４のＢ‐Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】フレーム部材へのナットプレートの組込みを説明する図である。
【図７】本発明の第２実施形態の潜り込み防止装置のフレーム部材とナットプレートとを説明する要部断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態の潜り込み防止装置のナットプレートの斜視図である。
【図９】本発明の第４実施形態の潜り込み防止装置のナットプレートの斜視図である。
【図１０】本発明の第５実施形態の潜り込み防止装置のナットプレートの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の潜り込み防止装置の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１及び図２は、第１実施形態の潜り込み防止装置１００を示している。この潜り込み防止装置１００は、図１に示すように、車両（図示略）の前方部又は後方部の下方位置において車両の幅方向に延びる角筒状のフレーム部材１０を、ステー２１に固定することにより構成され、図１に荷重Ｆで示すように、車両がフレーム部材１０の前壁（正面）１２に衝突して負荷が加えられた際に、車両の潜り込みを防止するものである。
この潜り込み防止装置１００には、図２に示すように、フレーム部材１０を車両側のステー２１に固定するために用いるナットプレート３０が、フレーム部材１０の内部に取り付けられている。そして、ステー２１の取付部２２を貫通した取付ボルト４０をナットプレート３０のナット部３２に締付けることにより、フレーム部材１０を、車両に固定できるようになっている。
【００１６】
フレーム部材１０は、アルミニウム合金の押出成形等によって角筒状（中空状）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。また、フレーム部材１０は、両端部が車両側に向いて曲がった状態になるように、長さ方向の途中に曲げ部１５が設けられている。この曲げ部１５は、曲げ加工などによって成形することができる。
なお、フレーム部材１０の材料には、例えば６０００系合金又は７０００系合金のアルミニウムを使用することができる。
【００１７】
ナットプレート３０は、例えばスチール等の金属材料で形成され、図２から図５に示すように、ステー２１との間にフレーム部材１０の後壁１１を挟んで固定するベース板部３１と、そのベース板部３１に連続して設けられ、ベース板部３１の上下端部からフレーム部材１０の前壁１２まで近接してフレーム部材１０の上壁１３及び下壁１４と平行に配置される一対の突出板部３３とを備えている。
ベース板部３１には、ナット部３２が溶着して立設されている。そして、ベース板部３１及びナット部３２を貫通する貫通孔が形成され、その貫通孔のナット部３２側に雌ねじ部３２ａが設けられている。また、ベース板部３１の中央部には、ベース板部３１を貫通させて、ガイドピンを挿入するためのガイド孔３４が設けられている。
【００１８】
突出板部３３は、図６に示すように、ナットプレート３０をフレーム部材１０の内部で円滑に移動できるように、フレーム部材１０の内面と僅かに隙間が形成されるように設けられている。このナットプレート３０とフレーム部材１０の内面との隙間は、例えば１ｍｍ〜３ｍｍ程度とされる。そして、突出板部３３は、フレーム部材１０の前壁１２に最も近接する突出部３３ｐを有する先端面３３ｓが、フレーム部材１０の曲げ部１５における前壁１２の内面１２ａの曲率半径Ｒ１により形成されるＣ１の内側に配置可能な形状により形成されており、ナットプレート３０においては、曲率半径Ｒ１よりも小さな曲率半径Ｒ２の円弧面で形成されている。
【００１９】
なお、ナットプレート３０の表面には、絶縁のための塗装が施され、アルミニウム合金製のフレーム部材１０に直接接触しないようになっている。これは、アルミニウム合金製のフレーム部材１０と、電位差の異なる他の金属とを接触させた場合、電離作用を起こしてフレーム部材１０に腐食が発生するおそれがあり、これを回避するためである。
一方、前述したフレーム部材１０の後壁１１には、図示はしないが、その後壁１１を貫通するボルト挿入孔と、そのボルト挿入孔とナットプレート３０の貫通孔を連通させた位置で、ベース板部３１のガイド孔３４と連通する位置決め孔とが設けられている。
【００２０】
そして、このように構成されたナットプレート３０のフレーム部材１０への取り付けは、次のように行うことができる。
まず、ナットプレート３０のベース板部３１を、フレーム部材１０の後壁１１側に向けて配置し、フレーム部材１０の内部に押し込む。この際、ナットプレート３０とフレーム部材１０の内面との間には僅かに隙間が形成されているので、ナットプレート３０は、フレーム部材１０の内部で円滑に移動させることができる。また、図６に示すように、ナットプレート３０は、フレーム部材１０の曲げ部１５を通過する際にも、フレーム部材１０の内面との間に常に隙間が確保されるので、円滑に移動させることができる。そして、ナットプレート３０は、フレーム部材１０のボルト挿入孔とナットプレート３０の貫通孔とを連通させる位置で、取付ボルト４０によりフレーム部材１０をステー２１に固定すると同時に固定される。
【００２１】
次に、上記実施形態の潜り込み防止装置１００の作用について説明する。
外装ビーム１００の前方から車両の衝突などが生じると、フレーム部材１０の前面を通して前壁１２に荷重が加わる。特に応力が集中しやすい車両への取り付け部付近の前壁１２においては、ナットプレート３０の突出板部３３が衝突時に前壁１２の内側から支えられるように配置されている。これにより、フレーム部材１０とステー２１との取付部分においてフレーム部材１０が補強されており、フレーム部材１０の正面からの衝突に対し剛性が高められている。したがって、フレーム部材１０は、容易に変形、座屈することなく、乗用車等の潜り込みが防止される。
【００２２】
このように、本実施形態の潜り込み防止装置１００によれば、フレーム部材１０の前壁１２に他の車両等が衝突した場合等の衝撃が負荷された際に、ナットプレート３０に設けられた突出板部３３により前壁１２を支えられるようになっており、車両側のステー２１との取付部分においてフレーム部材１０が補強されている。これにより、潜り込み防止装置１００は、全体の重量増加を抑制しながらも、衝突時の衝撃を分散させて受けることができ、衝撃に対して十分な強度を示すことができる。
【００２３】
また、突出板部３３は、フレーム部材１０の前壁１２に最も近接して配置される突出部３３ｐを有する先端面３３ｓを、フレーム部材１０の曲げ部１５における前壁１２の内面１２ａの曲率半径Ｒ１により形成される円弧Ｃ１の内側に配置可能な形状、すなわち曲率半径Ｒ１よりも小さな曲率半径Ｒ２の円弧面で形成したので、曲げ部１５にナットプレート３０を通過させる際に、曲げ部１５とナットプレート３０との間に常に隙間を確保することができ、ナットプレート３０を円滑に通過させることができる。したがって、ステー２１とフレーム部材１０との取付位置が曲げ部１５の前後で制限されることがなく、その取付位置の自由度を高く設定することが可能となる。
また、ナットプレート３０は、曲げ部１５が形成されたフレーム部材１０に装着できることから、フレーム部材の曲げ加工時においては、しわ抑制のための中子を容易に挿入できる等、曲げ加工の作業を容易に行うことができる。
【００２４】
なお、突出板部３３の先端面３３ｓの形状は、曲げ部１５における前壁１２の内面１２ａの曲率半径Ｒ１と同一の曲率半径の円弧面で形成することもできる。
突出板部３３の先端面３３ｓは、フレーム部材１０の曲げ部１５における内壁１２の内面１２ａの曲率半径Ｒ１の大きさに近づけた円弧面で形成するほど、先端面３３ｓの広い範囲を前壁１２の内面１２ａに近接させて配置することが可能となる。このため、突出板部３３の先端面３３ｓを、曲率半径Ｒ１の大きさと同一の円弧面とすることで、衝突時において、先端面３３ｓの広範囲で前壁１２を支えることが可能となり、衝突に対する強度を高めることができる。
【００２５】
また、上記第１実施形態のナットプレート３０では、突出板部３３の先端面３３ｓの形状を円弧面により形成したが、先端面３３ｓの形状はこれに限定されるものではない。
先端面３３ｓの形状は、フレーム部材１０の曲げ部１５における前壁１２の内面１２ａの曲率半径Ｒ１により形成される円弧Ｃ１の内側に配置可能な形状であれば、ナットプレートを曲げ部１５に通過させる際に、曲げ部１５との間に常に隙間を確保することができ、ナットプレートをフレーム部材１０の内部で移動させることができる。
このため、例えば図７に示す第２実施形態のナットプレート５１のように、突出板部３３の先端面３３ｓを、平坦面により形成することも可能である。このナットプレート５１においても、突出板部３３が曲率半径Ｒ１の円弧Ｃ１を超えて配置されることがないように、先端面３３ｓの両側部を切り落として切欠面３３ｃを設けていることから、フレーム部材１０の曲げ部との隙間を確実に確保することができる。この場合、平坦な先端面３３ｓがフレーム部材１０の前壁１２に最も近接する突出部となる。
なお、第２実施形態に示すナットプレート５１の主要な構造は、第１実施形態のものと同様であり、第１実施形態と共通部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００２６】
次に、本発明の第３実施形態から第５実施形態について説明する。なお、第３実施形態から第５実施形態に示すナットプレート５１〜５４の主要な構成は第１実施形態のものと同様であり、第１実施形態と共通部分には同一符号を付して説明を省略する。
図８は、本発明の第３実施形態の潜り込み防止装置に用いられるナットプレート５２を示している。このナットプレート５２は、第１実施形態のナットプレート３０と同様に、スチール等の金属材料で形成され、図８に示すように、ベース板部３１の表面に立設されるナット部３２を溶着して構成されている。このナットプレート５２には、ベース板部３１と突出板部３３との接続部内側に、突出板部３３の倒れを抑制するための補強リブ３５が設けられている。この補強リブ３５により突出板部３３は内側から支持されているので、衝突時に内側への変形が抑制され、剛性が高められている。
【００２７】
図９は、本発明の第４実施形態の潜り込み防止装置に用いられるナットプレート５３を示している。このナットプレート５３においても、第１実施形態のナットプレート３０と同様に、スチール等の金属材料で形成され、図９に示すように、ベース板部３１の表面に立設されるナット部３２を溶着して構成されている。このナットプレート５３は、一対の突出板部３３の先端部分を接続する板状の補強リブ３６が設けられている。この補強リブ３６により突出板部３３は互いに内側から支持され、衝突時の内側への変形が抑制されている。
【００２８】
図１０は、本発明の第５実施形態の潜り込み防止装置に用いられるナットプレート５４を示している。このナットプレート５４においても、第１実施形態のナットプレート３０と同様に、スチール等の金属材料で形成され、図１０に示すように、ベース板部３１の表面に立設されるナット部３２を溶着して構成されている。このナットプレート５４は、突出板部３３の先端部分に、突出板部３３の先端面３３ｓの厚みを大きくするように突条部３７が設けられている。この場合、衝突時にフレーム部材１０の前壁１２と接触する突出板部３３の先端面３３ｓの接触面積を大きくすることができ、衝撃をより一層分散させて受けることができるので、衝撃に対する強度をさらに高めることができる。
【００２９】
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。
例えば、フレーム部材は、アルミニウム合金だけでなく、スチール等の他の材料を使用してもよい。
また、上記実施形態においては、ナットプレートを、ベース板部の上下端部に一対の突出板部を備える構成としたが、突出板部は、ベース板部の表面に少なくとも１枚設けられていればよく、この場合にも上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  フレーム部材
１１  後壁
１２  前壁
１２ａ  内面
１３  上壁
１４  下壁
１５  曲げ部
２１  ステー
２２  取付部
３０，５１〜５４  ナットプレート
３１  ベース板部
３２  ナット部
３３  突出板部
３３ｐ  突出部
３３ｓ  先端面
３３ｃ  切欠面
３４  ガイド孔
３５，３６  補強リブ
３７  突条部
４０  取付ボルト
１００  潜り込み防止装置
【図１】
2014129080.tif 000003
【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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