(57)【要約】【課題】上下面着結合構造によって連結剛性及び曲げ剛性を大きく増大させ、よって十分な衝突剛性を確保して車体及び乗客に対する保護性能をより一層向上させる車両用チューブラーバックビーム及びその製造方法を提供する。【解決手段】冷間圧延加工の後、ホットスタンピング工法で加工された複数のメインメンバー１１どうし上下積層式で面着して結合されるか、あるいはメインバックビーム１１とサポートメンバー１４が上下積層式で直接連結されるように結合されたものである。【選択図】図２
2015085927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状に形成され、少なくとも一つ以上の平面を備え、平面どうし面着して上下積層構造に結合された複数のメインバックビームを含むことを特徴とする、車両用チューブラーバックビーム。
【請求項２】
前記メインバックビームの両端後面に前方側端部が結合され、後方側端部は車体側メンバーに結合されて設置され、前記前方側端部において縦方向面が上下積層構造に結合された複数のメインバックビームに全体的に連結されるように結合された一対のクラッシュボックスをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の車両用チューブラーバックビーム。
【請求項３】
前記メインバックビームにおいて前記クラッシュボックスが結合された部位に一端が分離可能に結合された牽引フックをさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の車両用チューブラーバックビーム。
【請求項４】
前記複数のメインバックビームは、剛性確保のために、それぞれ断面四角形に形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の車両用チューブラーバックビーム。
【請求項５】
前記複数のメインバックビームは、平面どうし面着した部位が互いに熔接で結合されたことを特徴とする、請求項１に記載の車両用チューブラーバックビーム。
【請求項６】
長手方向に沿って一側が開口した断面“コ”字形に形成されたサポートバックビーム；及び
断面四角形の管状に形成され、前記サポートバックビームの開口部を密閉するように一面が前記サポートバックビームの開口部内に挿入されて前記サポートバックビームと上下積層構造を成すように結合されたメインバックビーム；を含むことを特徴とする、車両用チューブラーバックビーム。
【請求項７】
前記メインバックビームの上面と下面のいずれか一面だけが前記サポートバックビームの開口部内に挿入されるように結合されたことを特徴とする、請求項６に記載の車両用チューブラーバックビーム。
【請求項８】
前記サポートバックビームは前記メインバックビームの上下部にそれぞれ配置される一対からなり、
前記メインバックビームの上面と下面が一対の前記サポートバックビームの開口部内にそれぞれ挿入されるように結合されたことを特徴とする、請求項６に記載の車両用チューブラーバックビーム。
【請求項９】
炭素を含有する管状素材を冷間圧延で加工した後、ホットスタンピング（ｈｏｔ ｓｔａｍｐｉｎｇ）工法で加工して、少なくとも一つ以上の平面が長手方向に沿って備えられたメインバックビームを製作するメインバックビームの製作段階；及び
前記メインバックビームを平面どうし面着するように上下積層構造に結合させて完製品のチューブラーバックビームを製作するチューブラーバックビームの製作段階；を含むことを特徴とする、車両用チューブラーバックビームの製造方法。
【請求項１０】
前記メインバックビームは、剛性確保のために、断面四角形に製作されたことを特徴とする、請求項９に記載の車両用チューブラーバックビームの製造方法。
【請求項１１】
前記チューブラーバックビームは、前記メインバックビームの平面どうし面着した部位をアーク熔接で結合して製作されたことを特徴とする、請求項９に記載の車両用チューブラーバックビームの製造方法。
【請求項１２】
炭素を含有する素材を冷間圧延で加工した後、ホットスタンピング工法で加工して、長手方向に沿って一側が開口した断面“コ”字形のサポートバックビームを製作するサポートバックビームの製作段階；
炭素を含有する管状素材を冷間圧延で加工した後、ホットスタンピング工法で加工して、断面四角形を有するメインバックビームを製作するメインバックビームの製作段階；及び
前記サポートバックビームと前記メインバックビームを上下積層構造に結合させて完製品のチューブラーバックビームを製作するチューブラーバックビームの製作段階；を含むことを特徴とする、車両用チューブラーバックビームの製造方法。
【請求項１３】
前記チューブラーバックビームは、前記メインバックビームの一面を前記サポートバックビームの開口部内に挿入した後、前記サポートバックビームの両端と前記メインバックビームの重畳部位をアーク熔接で結合して製作することを特徴とする、請求項１２に記載の車両用チューブラーバックビームの製造方法。
【請求項１４】
前記チューブラーバックビームは、一つの前記サポートバックビームと一つの前記メインバックビームが積層式で結合されて製作されたことを特徴とする、請求項１３に記載の車両用チューブラーバックビームの製造方法。
【請求項１５】
前記チューブラーバックビームは、前記メインバックビームの上下側に前記サポートバックビームがそれぞれ積層式で結合されて製作されたことを特徴とする、請求項１３に記載の車両用チューブラーバックビームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用チューブラーバックビーム及びその製造方法に係り、より詳しくは複数のチューブラー（Ｔｕｂｕｌａｒ）バックビームを上下積層構造に面着して結合させた車両用チューブラーバックビーム及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の衝突事故に対して車体を保護し、ひいては乗客を保護するための方案として車両の前後方にバックビームを装着している。
【０００３】
図１にはチューブラーバックビームの一例が示されている。従来のチューブラーバックビーム１は、断面円形の上部ビーム１ａと下部ビーム１ｂが上下側に隔たって設置され、連結ブラケット１ｃで前記上部ビーム１ａと下部ビーム１ｂの中間部位が連結され、前記上部ビーム１ａと下部ビーム１ｂの両端には、サイドメンバー２との結合のために、ステイ３またはクラッシュボックス（ｃｒａｓｈ ｂｏｘ）が結合された構造である。
【０００４】
前記のように構成されたチューブラーバックビーム１は、一般的な一体型バックビームより重量及び原価の低減効果があり、特に上部ビーム１ａと下部ビーム１ｂがそれぞれ衝突エネルギーを分散して吸収することにより、効果的に衝突に対する保護性能を満足することができる利点がある。
【０００５】
ところが、前記のような従来のチューブラーバックビーム１は、上部ビーム１ａと下部ビーム１ｂが互いに分離されて構成され、互いに分離された上部ビーム１ａと下部ビーム１ｂが連結ブラケット１ｃで連結された構造であるため、従来のチューブラーバックビーム１は上部ビーム１ａと下部ビーム１ｂの連結剛性が足りなく、衝突事故の際に衝突エネルギーによって上部ビーム１ａと下部ビーム１ｂが上下に広がることになる確率が高く、この場合、衝突に効果的に対応することができなくなるので、車体の破損が増加して乗客の負傷が増大する欠点が発生するようになる。
【０００６】
また、従来のチューブラーバックビーム１は、一般的なスチールパイプ素材をプレス成形するかあるいは押出し成形によって上部ビーム１ａと下部ビーム１ｂを製作する方法によって製作され、前記のように製作された上部ビーム１ａと下部ビーム１ｂは厚さが厚くて重量が重く、特に強度が低いため十分な衝突性能を満足させにくい欠点もある。
【０００７】
前記の背景技術として説明した事項は本発明の背景に対する理解増進のためのものに過ぎず、この技術分野で通常の知識を持った者に既に知られた従来技術に属するものであることを認めることに理解してはいけない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３９６４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明は前述したような欠点を解消するためになされたもので、複数のチューブラーバックビームを上下積層構造に面着結合させた車両用チューブラーバックビームを提供することにより、上下面着結合構造によって連結剛性及び曲げ剛性を大きく増大させることができ、これにより十分な衝突剛性を確保して車体及び乗客に対する保護性能をより一層向上させるようにすることにその目的がある。
【００１０】
また、本発明は、軽量化及び強度増大をはかるために、スチールパイプの厚さを冷間圧延で減らした後、ホットスタンピング加工して製作された素材をチューブラーバックビームとして使うようにすることに他の目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述したような目的を達成するための本発明一実施例による車両用チューブラーバックビームは、管状に形成され、少なくとも一つ以上の平面を備え、平面どうし面着して上下積層構造に結合された複数のメインバックビームを含むことを特徴とする。
【００１２】
前記メインバックビームの両端後面に前方側端部が結合され、後方側端部は車体側メンバーに結合されて設置され、前記前方側端部において縦方向面が上下積層構造に結合された複数のメインバックビームに全体的に連結されるように結合された一対のクラッシュボックスをさらに含むことができる。
【００１３】
前記メインバックビームにおいて前記クラッシュボックスが結合された部位に一端が分離可能に結合された牽引フックをさらに含むことができる。
【００１４】
前記複数のメインバックビームは、剛性確保のために、それぞれ断面四角形に形成されることができる。
【００１５】
前記複数のメインバックビームは、平面どうし面着した部位が互いに熔接で結合されることができる。
【００１６】
また、本発明の他の実施例による車両用チューブラーバックビームは、長手方向に沿って一側が開口した断面“コ”字形に形成されたサポートバックビーム；及び断面四角形の管状に形成され、前記サポートバックビームの開口部を密閉するように一面が前記サポートバックビームの開口部内に挿入されて前記サポートバックビームと上下積層構造を成すように結合されたメインバックビーム；を含むことを特徴とする。
【００１７】
前記メインバックビームの上面と下面のいずれか一面だけが前記サポートバックビームの開口部内に挿入されるように結合されることができる。
【００１８】
前記サポートバックビームは前記メインバックビームの上下部にそれぞれ配置される一対からなり、前記メインバックビームの上面と下面が一対の前記サポートバックビームの開口部内にそれぞれ挿入されるように結合されることができる。
【００１９】
また、本発明の一実施例による車両用チューブラーバックビームの製造方法、炭素を含有する管状素材を冷間圧延で加工した後、ホットスタンピング（ｈｏｔ ｓｔａｍｐｉｎｇ）工法で加工して、少なくとも一つ以上の平面が長手方向に沿って備えられたメインバックビームを製作するメインバックビームの製作段階；及び前記メインバックビームを平面どうし面着するように上下積層構造に結合させて完製品のチューブラーバックビームを製作するチューブラーバックビームの製作段階；を含むことを特徴とする。
【００２０】
前記メインバックビームは、剛性確保のために、断面四角形に製作されることができる。
【００２１】
前記チューブラーバックビームは、前記メインバックビームの平面どうし面着した部位をアーク熔接で結合して製作されることができる。
【００２２】
また、本発明の他の実施例による車両用チューブラーバックビームの製造方法は、炭素を含有する素材を冷間圧延で加工した後、ホットスタンピング工法で加工して、長手方向に沿って一側が開口した断面“コ”字形のサポートバックビームを製作するサポートバックビームの製作段階；炭素を含有する管状素材を冷間圧延で加工した後、ホットスタンピング工法で加工して、断面四角形を有するメインバックビームを製作するメインバックビームの製作段階；及び前記サポートバックビームと前記メインバックビームを上下積層構造に結合させて完製品のチューブラーバックビームを製作するチューブラーバックビームの製作段階；を含むことを特徴とする。
【００２３】
前記チューブラーバックビームは、前記メインバックビームの一面を前記サポートバックビームの開口部内に挿入した後、前記サポートバックビームの両端と前記メインバックビームの重畳部位をアーク熔接で結合して製作することができる。
【００２４】
前記チューブラーバックビームは、一つの前記サポートバックビームと一つの前記メインバックビームが積層式で結合されて製作されることができる。
【００２５】
前記チューブラーバックビームは、前記メインバックビームの上下側に前記サポートバックビームがそれぞれ積層式で結合されて製作されることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、冷間圧延加工後、ホットスタンピング工法で加工された複数のメインメンバーまたはメインバックビームとサポートメンバーが上下積層式で直接連結されるかあるいは上下積層式で面着結合された構造によって、製作完成されたチューブラーバックビームの剛性を大幅増大させることができ、これにより十分な衝突剛性を確保することによって車体及び乗客に対する保護性能をより一層向上させることができ、ひいては軽量化をはかることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来の車両用チューブラーバックビームを説明するための図である。
【図２】本発明による車両用チューブラーバックビームの斜視図である。
【図３】本発明の一実施例によるチューブラーバックビームの図２のＩ−Ｉ線について断面図である。
【図４】図３とは異なる実施例の断面図である。
【図５】本発明の他の実施例によるチューブラーバックビームの断面図である。
【図６】本発明の他の実施例によるチューブラーバックビームの断面図である。
【図７】本発明によるチューブラーバックビームの製造方法を説明するための図である。
【図８】本発明によるチューブラーバックビームの製造方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施例による車両用チューブラーバックビーム及びその製造方法について詳細に説明する。
【００２９】
本発明の一実施例による車両用チューブラーバックビーム１０は、図２〜図４に示すように、管状（ｂｕｂｕｌａｒ）に形成され、少なくとも一つ以上の平面１１ａを備え、平面１１ａどうし面着して上下積層構造に結合された複数のメインバックビーム１１を含む構成である。
【００３０】
すなわち、本発明によるチューブラーバックビーム１０は、断面四角形に形成された複数のメインバックビーム１１が平面１１ａどうし面着するように上下に積層した状態で、平面どうし面着した部位が互いにアーク熔接で一体に結合された構造である。
【００３１】
ここで、メインバックビーム１１が断面四角形に形成された理由は、それぞれのメインバックビーム１１が十分な剛性を確保することができるようにするためであり、これにより車体及び乗客の保護性能をより一層向上させることができる利点がある。
【００３２】
一例として、メインバックビーム１１が真円の断面構造のチューブラービームで形成されることもできるが、前記真円の断面構造は断面四角形の構造に比べて剛性に劣る欠点があるが、本発明はメインバックビーム１１が高剛性を確保するために、真円の断面構造を避けた断面四角形の構造に形成することを要旨とする。
【００３３】
そして、断面四角形に形成されたメインバックビーム１１の平面１１ａどうし面着して互いに結合されれば、中間の前後方向への断面厚さＴ１は増大し、これによりチューブラーバックビーム１０の曲げ剛性を大幅増大させることによって衝突性能をより一層向上させることができるようになる。
【００３４】
そして、本発明のように、複数のメインバックビーム１１が上下積層式で互いに面着して結合されれば、衝突事故の際、メインバックビーム１１どうし上下に広がる従来の欠点を無くすことができるようになる。これにより車体及び乗客に対する保護性能をより一層向上させることができるようになる。
【００３５】
本発明の一実施例による車両用チューブラーバックビーム１０は、図３のように、二つのメインバックビーム１１が上下に積層するように面着して結合された構造となることができ、必要によっては図４のように三つのメインバックビーム１１が上下に積層するように面着して結合された構造となることもできる。
【００３６】
図４の構造は図３の構造に比べて重量が増加する欠点があるが、相対的に向上した強度によって車体及び乗客に対する保護性能がより一層向上した利点があり、主に安全に重点を置いた車両に好適な構造になる。
【００３７】
一方、本発明による車両用チューブラーバックビーム１０は、前記メインバックビーム１１の両端後面に前方側端部が結合され、後方側端部は車体側メンバー（車体のいずれかの部材）に結合されて設置され、前記前方側端部の中で縦方向面（縦方向に延びる面）が上下積層構造に結合された複数のメインバックビーム１１に全体的に（例えば当該縦方向面の全面で）連結されるように結合された一対のクラッシュボックス１２をさらに含む。
【００３８】
前記のように、上下積層構造に結合されたすべてのメインバックビーム１１にクラッシュボックス１２が連結されれば、クラッシュボックス１２の結合剛性を大幅向上させることができ、これにより衝撃吸収性能をより一層向上させることができる利点がある。
【００３９】
また、本発明による車両用チューブラーバックビーム１０は、前記メインバックビーム１１において前記クラッシュボックス１２が結合された部位に一端が分離可能に結合された牽引フック１３をさらに含む構成である。前記のように結合された牽引フック１３はより安定した結合力を保有することができるようになる。
【００４０】
そして、本発明の他の実施例による車両用チューブラーバックビーム１０は、図５及び図６に示すように、長手方向に沿って一側が開口した断面“コ”字形に形成されたサポートバックビーム１４及び、断面四角形の管状に形成され、前記サポートバックビーム１４の開口部を覆う又は密閉するように一面が前記サポートバックビーム１４の開口部内に挿入されて前記サポートバックビーム１４と上下積層構造を成すように結合されたメインバックビーム１１を含む構成である。
【００４１】
すなわち、本発明のチューブラーバックビーム１０は、断面四角形に形成されたメインバックビーム１１と断面“コ”字形に一側が開口するように形成されたサポートバックビーム１４が上下に積層した状態で互いにアーク熔接によって一体に結合された構造である。
【００４２】
図５の構造は、図３の構造に比べて、かつ図６の構造は図４の構造に比べて、それぞれ強度が低い欠点はあるが、相対的に重量を減少させることができる利点があるので、主に補給型車両または軽自動車に好適な構造となる。
【００４３】
一方、本発明車両用チューブラーバックビーム１０は、図５のように、一つのメインバックビーム１１と一つのサポートバックビーム１４とからなり、前記メインバックビーム１１の上面と下面のいずれか一面だけが前記サポートバックビーム１４の開口部内に挿入するように結合された構造となることができ、あるいは図６のように一つのメインバックビーム１１と二つのサポートバックビーム１４とからなり、メインバックビーム１１の上下部にサポートバックビーム１４がそれぞれ配置されるように結合された構造となることもできる。
【００４４】
図６の構造は図５の構造に比べて重量の増加する欠点があるが、相対的に車体及び乗客に対する保護性能をより一層向上させる利点がある。
【００４５】
以下、本発明によるチューブラーバックビームの製造方法について説明する。
【００４６】
本発明の一実施例による製造方法は、図３〜図４及び図７のように、複数のメインバックビーム１１を互いに積層式で結合して製作する方法であり、炭素を含有する管状素材２１を冷間圧延で加工した後、ホットスタンピング（ｈｏｔ ｓｔａｍｐｉｎｇ）工法で加工して、少なくとも一つ以上の平面１１ａを長手方向に沿って備えたメインバックビーム１１を製作するメインバックビームの製作段階；及び前記メインバックビーム１１を平面１１ａどうし面着するように上下積層構造に結合させて完製品のチューブラーバックビーム１０を製作するチューブラーバックビームの製作段階；を含む。
【００４７】
ここで、炭素を含有する管状素材２１を冷間圧延で加工すれば、素材２１の厚さがおよそ５０％に減り、これにより軽量化をはかることができるようになる。
【００４８】
また、冷間圧延によって厚さが減った素材を続いてホットスタンピング（ｈｏｔ ｓｔａｍｐｉｎｇ）工法で加工すれば、製作完成されたメインバックビーム１１の引張強度はおよそ３０％増大するようになる。
【００４９】
すなわち、素材を冷間圧延した後にホットスタンピング工法で加工することで製作された本発明によるメインバックビーム１１は、一般的な押出し加工またはロールフォーミング加工で製作されたバックビームより厚さが薄くて向上した強度を有することができる利点があり、これにより一層向上した車体及び乗客に対する保護性能を持つことができるようになる。
【００５０】
ここで、前記メインバックビーム１１は、剛性確保のために、断面四角形に製作されることが好ましく、また前記メインバックビーム１１の平面１１ａ同士は面着した部位がアーク熔接で結合されることが好ましい。
【００５１】
前記アーク熔接（ａｒｃ ｗｅｌｄｉｎｇ）はバックビーム製作時に通常使用するスポット熔接に比べて熔接時間を縮めることができるので、生産性の向上をはかることができる利点がある。
【００５２】
本発明の他の実施例による製造方法は、図５、図６及び図８のように、メインバックビーム１１とサポートバックビーム１４を互いに積層式で結合して製作する方法であり、炭素を含有する素材３１を冷間圧延で加工した後、ホットスタンピング（ｈｏｔ ｓｔａｍｐｉｎｇ）工法で加工して長手方向に沿って一側が開口した断面“コ”字形のサポートバックビーム１４を製作するサポートバックビームの製作段階；炭素を含有する管状素材２１を冷間圧延で加工した後、ホットスタンピング（ｈｏｔ ｓｔａｍｐｉｎｇ）工法で加工して断面四角形を有するメインバックビーム１１を製作するメインバックビームの製作段階；及び前記サポートバックビーム１４と前記メインバックビーム１１を上下積層構造に結合して完製品のチューブラーバックビーム１０を製作するチューブラーバックビームの製作段階；を含む。
【００５３】
ここで、サポートバックビーム１４を製作するのに使われる炭素を含有する素材３１は管状ではない平板状の素材が好ましいが、これに限定されるものではない。
【００５４】
そして、前記チューブラーバックビーム１０を製作するときには、前記メインバックビーム１１の一面を前記サポートバックビーム１４の開口部内に挿入した後、前記サポートバックビーム１４の両端と前記メインバックビーム１１の重畳部位（重なった部位）をアーク熔接で結合して製作するようになる。
【００５５】
また、前記チューブラーバックビーム１０は、図５のように、一つの前記サポートバックビーム１４と一つの前記メインバックビーム１１が積層式で結合されて製作されるか、あるいは図６のように前記メインバックビーム１１の上下側に前記サポートバックビーム１４がそれぞれ積層式で結合されて製作されることができる。
【００５６】
以上説明したように、本発明の実施例によるチューブラーバックビーム１０は、複数のメインバックビーム１１どうし上下積層式で面着構造に結合されるか、あるいはメインバックビーム１１とサポートバックビーム１４が上下積層式で直接連結されて結合される構造である。これにより、チューブラーバックビーム１０の剛性（連結部品の面着構造による連結剛性及び曲げ剛性）を大幅増大させることができるので、十分な衝突剛性を確保することができ、この結果、車体及び乗客に対する保護性能をより一層向上させる利点がある。
【００５７】
また、本発明によるチューブラーバックビーム１０は、バックビームの素材を冷間圧延で加工した後、ホットスタンピング加工して製作することにより、チューブラーバックビーム１０の軽量化及び強度向上を図ることができる利点もある。
【００５８】
以上、本発明を特定の実施例に基づいて図示して説明したが、以下の特許請求範囲によって決められる本発明の技術的思想を逸脱しない範疇内で、本発明を多様に改良及び変形させることができるというのは当該分野で通常の知識を持った者に明らかであろう。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、複数のチューブラーバックビームを上下積層構造に面着結合させた車両用チューブラーバックビームに適用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０    チューブラーバックビーム
１１    メインバックビーム
１２    クラッシュボックス
１３    牽引フック
１４    サポートバックビーム
【図１】
2015085927.tif 000003
【図２】
2015085927.tif 000004
【図３】
2015085927.tif 000005
【図４】
2015085927.tif 000006
【図５】
2015085927.tif 000007
【図６】
2015085927.tif 000008
【図７】
2015085927.tif 000009
【図８】
2015085927.tif 000010