(57)【要約】【課題】車体骨格を構成する第１の部材と第２の部材とを、ボルト等の締結部材を用いることなく結合することができる車体骨格部材の結合構造の提供を図る。【解決手段】バンパーステイ１の後端部１ｒに挿入軸部１０を形成するとともに、フロントサイドメンバ２の前端部２ｆに挿入軸部１０を密接して回転嵌合する挿入孔部２０を形成し、これら挿入軸部１０と挿入孔部２０との間に両者の相対回転により互いに結合されるねじ部１１，２１を設けることにより、密接嵌合された挿入軸部１０と挿入孔部２０との嵌合面積を広くとって、荷重Ｆに対して結合部分のせん断荷重や引張荷重の限界値を高めることができ、ひいては、バンパーステイ１とフロントサイドメンバ２との結合強度が高められて、これら両部材１，２間での荷重伝達をより確実に行うことができる。【選択図】図２
2008174180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に結合される第１の部材および第２の部材を備えた車体骨格部材の結合構造であって、
第１の部材または第２の部材の一方に挿入軸部を形成するとともに、他方にこの挿入軸部を密接して回転嵌合する挿入孔部を形成し、これら挿入軸部と挿入孔部との間に両者の相対回転により互いに結合される回転結合部を設けたことを特徴とする車体骨格部材の結合構造。
【請求項２】
挿入軸部または挿入孔部の一方に、これら両者間に入力される軸方向の荷重に対して他方の部材を縮径または拡径させるしごき部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の車体骨格部材の結合構造。
【請求項３】
しごき部は、なだらかに湾曲して形成されて他方の部材を縮径または拡径するテーパ部であることを特徴とする請求項２に記載の車体骨格部材の結合構造。
【請求項４】
第１の部材は、バンパーレインフォースの車幅方向両端部に前後方向に貫通して回転可能に仮止めされて車両後方に突出するバンパーステイであり、かつ、第２の部材は、このバンパーステイを取り付けるフロントサイドメンバであり、バンパーステイとフロントサイドメンバとの結合完了後に、バンパーステイの前端部を電磁成形してバンパーレインフォースに固定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の車体骨格部材の結合構造。
【請求項５】
相互に結合されて車体骨格を構成する第１の部材または第２の部材の一方に形成した挿入軸部を、第１の部材または第２の部材の他方に形成した挿入孔部に密接して回転嵌合し、この回転嵌合により第１の部材と第２の部材とを互いに結合することを特徴とする車体骨格部材の結合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体骨格部材の結合構造および結合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車体下部の車幅方向両側には、車両前後方向に延在して車体骨格を構成する左右一対のサイドメンバが配設されており、これらサイドメンバの前端や後端には、フロントバンパーやリヤバンパーのバンパーレインフォースが連結される。
【０００３】
前記バンパーレインフォースも車体骨格を構成し、このバンパーレインフォースはその車幅方向両端部をバンパーステイを介してサイドメンバの前端に結合するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１８９０６２号公報（第６頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来のサイドメンバとバンパーステイとの結合構造では、サイドメンバの前端部に設けたフランジと、バンパーステイの後端部に設けた後面フランジと、を前後方向に突き合わせて、これら両者をボルト・ナットにより締結して結合するようにしている。
【０００５】
この場合、前記ボルト・ナットは、サイドメンバのフランジとバンパーステイの後面フランジの周方向に所要の間隔をもって複数配置されるが、衝突等による大荷重がバンパーレインフォースに入力した場合に、衝突荷重がバンパーステイを介してサイドメンバへと伝達される際に、前記ボルトに剪断方向に荷重が作用した場合に、該ボルトが破断されて前記衝突荷重をサイドメンバに十分に伝達できなくなってしまう可能性がある。
【０００６】
このボルトの破断を防止するためには、結合するボルトの数を増やしたりボルト径を大きくしたりする必要があってコスト的に不利になるとともに、増加したボルト数や大径のボルトによりスペース的にも不利となる。
【０００７】
そこで、本発明は、車体骨格を構成する第１の部材と第２の部材とを、ボルト等の締結部材を用いることなく結合することができる車体骨格部材の結合構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、相互に結合される第１の部材および第２の部材を備えた車体骨格部材の結合構造であって、第１の部材または第２の部材の一方に挿入軸部を形成するとともに、他方にこの挿入軸部を密接して回転嵌合する挿入孔部を形成し、これら挿入軸部と挿入孔部との間に両者の相対回転により互いに結合される回転結合部を設けたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１の部材または第２の部材の一方に形成した挿入軸部と他方に形成した挿入孔部とを回転嵌合することにより、これら挿入軸部と挿入孔部との間に設けた回転結合部によって互いに結合される。このとき、挿入軸部と挿入孔部とは密接して嵌合されているため、両者の結合面積を広くとることができ、軸方向に入力される荷重に対して結合部分のせん断荷重や引張荷重の限界値を高めることができ、ひいては、第１の部材と第２の部材との結合強度が高められ、これら両部材間での荷重伝達をより確実に行うことができる。
【００１０】
また、第１の部材と第２の部材とは挿入軸部と挿入孔部との嵌合により結合されるため、結合部分に径方向に張り出す部分がなくスペース的に有利となるとともに、フランジやボルト・ナット等の締結部材を不要として、軽量化およびコスト低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００１２】
図１〜図５は本発明にかかる車体骨格部材の結合構造の第１実施形態を示し、図１は車体骨格部材の結合部分を示す分解斜視図、図２は図１中Ａ部の拡大斜視図であり、図３は車体骨格部材の結合手順を（ａ）〜（ｃ）に順を追って示す要部断面図である。
【００１３】
また、図４は図３中Ｂ部の拡大断面図、図５は荷重入力時の結合部分の作用を説明する拡大断面図である。
【００１４】
本実施形態の車体骨格部材の結合構造は、図１に示すように第１の部材としてのバンパーステイ１と、第２の部材としてのフロントサイドメンバ２と、の結合部分に適用してある。
【００１５】
前記バンパーステイ１は、本実施形態ではフロントバンパー用として用いてあり、このバンパーステイ１はフロントバンパーの骨格となるバンパーレインフォース３の車幅方向両端部からそれぞれ車両後方に突出して設けられ、これらバンパーステイ１を介してバンパーレインフォース３をフロントサイドメンバ２に結合するようにしている。
【００１６】
ここで、本発明では図２に示すように、互いに結合しようとするバンパーステイ１とフロントサイドメンバ２のうち、一方のバンパーステイ１の後端部１ｒに挿入軸部１０を形成するとともに、他方のフロントサイドメンバ２の前端部２ｆに上記挿入軸部１０を密接して回転嵌合する挿入孔部２０を形成し、これら挿入軸部１０と挿入孔部２０との間に両者の相対回転により互いに結合される回転結合部としてのねじ部１１，２１を設けてある。
【００１７】
つまり、バンパーステイ１に形成した挿入軸部１０を、フロントサイドメンバ２に形成した挿入孔部２０に密接して回転嵌合し、この回転嵌合によりバンパーステイ１とフロントサイドメンバ２とを互いに結合するようにしている。尚、図１中、４はバンパーステイ１を回転するための治具である。
【００１８】
この場合、挿入軸部１０のねじ部１１は雄ねじとして形成されるとともに、挿入孔部２０のねじ部２１は雌ねじとして形成され、これら雄ねじ１１と雌ねじ２１が互いに螺合される。
【００１９】
前記バンパーステイ１はアルミ合金等をもって円筒状に形成される一方、バンパーレインフォース３の車幅方向両端部には前後方向に貫通する取付穴３ａが形成され、これら取付穴３ａにバンパーステイ１の前端部１ｆを回転可能に嵌合して仮止めしてある。
【００２０】
また、前記フロントサイドメンバ２は、例えば、ハット形断面に形成したアウタパネル２ａとインナパネル２ｂとを車幅方向に突き合わせて接合して断面矩形状の閉断面に形成され、その前端部２ｆの内側に、中心部に前記挿入孔部２０を形成した所定厚みの端板２２を嵌合して接合してある。
【００２１】
そして、バンパーステイ１をフロントサイドメンバ２に結合する際には、図３（ａ）に示すように円筒状に形成したバンパーステイ１の前端開口部から治具４を差し込んで、この治具４の先端部の係止部４ａを、バンパーステイ１の中間部に形成した係合穴１ａに掛止して回転することにより、バンパーステイ１の雄ねじ部１１をフロントサイドメンバ２の雌ねじ部２１に螺合する。
【００２２】
このとき、前記雄ねじ部１１と前記雌ねじ部２１との螺合完了した時点で前記治具４を取り外すことにより、図３（ｂ）に示すようにバンパーステイ１の前端部１ｆはバンパーレインフォース３の前面から若干突出した状態となっている。
【００２３】
次いで、図３（ｃ）に示すように、取付穴３ａにバンパーステイ１が回転可能に嵌合されている部分をバンパーレインフォース３の内部で電磁成形により径方向に膨出して拡径するとともに、バンパーステイ１の前端部１ｆをフランジアップ成形してバンパーレインフォース３の前面に圧接させることにより、該バンパーステイ１がバンパーレインフォース３に固定される。
【００２４】
また、本実施形態では前記挿入孔部２０に、前面衝突等により軸方向に入力される荷重Ｆに対して、挿入軸部１０を縮径させるしごき部３０を設けてある。
【００２５】
前記しごき部３０は、図４に示すように挿入孔部２０に形成した雌ねじ部２１の奥側終端部に形成されて、この雌ねじ部２１から連続してなだらかに湾曲して縮径するテーパ部３１によって形成される。勿論、本実施形態では、前記しごき部３０は雌ねじ部２１を形成した端板２２に形成されることになる。
【００２６】
以上の構成により本実施形態のバンパーステイ１とフロントサイドメンバ２との結合構造および結合方法によれば、バンパーステイ１に形成した挿入軸部１０をフロントサイドメンバ２に形成した挿入孔部２０に回転嵌合することにより、これら挿入軸部１０と挿入孔部２０との間に設けたねじ部１１，２１によって互いに結合される。
【００２７】
従って、軸方向に入力される荷重Ｆ、つまり、前面衝突によりバンパーレインフォース３から入力される衝突荷重Ｆに対して挿入軸部１０が挿入孔部２０内に押し込まれるように変形し、このとき回転結合部であるねじ部１１，２１を破壊しつつ挿入軸部１０と挿入孔部２０とが軸方向に相対移動される。
【００２８】
このとき、挿入軸部１０と挿入孔部２０とは密接して嵌合されているため、両者の嵌合面積を広くとることができて、前記衝突荷重Ｆに対して結合部分のせん断荷重や引張荷重の限界値を高めることができ、ひいては、バンパーステイ１とフロントサイドメンバ２との結合強度が高められ、これら両部材間での荷重伝達をより確実に行うことができる。
【００２９】
また、このようにバンパーステイ１とフロントサイドメンバ２とは挿入軸部１０と挿入孔部２０との嵌合により結合されるため、従来のように結合するためにフランジを形成する必要が無く、即ち、前記結合部分に径方向に張り出す部分が無いため、スペース的に有利となるとともに、フランジやボルト・ナット等の締結部材を不要として、軽量化およびコスト低減を図ることができる。
【００３０】
更に、前記挿入孔部２０に、車両前方より入力される軸方向の荷重Ｆに対して、挿入軸部１０を縮径させるしごき部３０を設けたので、前記衝突荷重Ｆが入力された際に挿入軸部１０が挿入孔部２０に押し込まれることにより、図５に示すように円筒状に形成された挿入軸部１０の先端部は前記しごき部３０によって全周で絞られるため、効率良く衝突エネルギーを吸収することができる。
【００３１】
即ち、従来のようにバンパーステイとフロントサイドメンバとをフランジを介して結合した場合は、衝突荷重Ｆの入力に対してフロントサイドメンバが軸方向に潰れる（軸圧壊）ことにより衝突エネルギーを吸収するのが一般的であるが、この場合はフロントサイドメンバにどうしても潰れ残りが発生して効率良いエネルギー吸収ができないのであるが、本実施形態ではしごき部３０によって挿入軸部１０を一定荷重によって軸方向に絞ることができるため、最も効率の良いエネルギー吸収形態となり、かつ、挿入軸部１０の軸方向長さ部分を有効に絞ることができるため、エネルギー吸収に挿入軸部１０の全長をむらなく活用して衝突エネルギーの吸収量を高めることができる。
【００３２】
また、前記しごき部３０を、なだらかに湾曲して縮径するテーパ部３１によって形成したので、このテーパ部３１の形状によって前記衝突荷重Ｆに対するしごき部３０で発生させる反力をコントロールすることができ、より効率良く衝突エネルギーを吸収することができる。
【００３３】
ところで、本実施形態ではバンパーステイ１に本発明を適用した関係上、このバンパーステイ１を回転結合するためにこれをバンパーレインフォース３の取付穴３ａに回転可能に仮止めしておく必要があるが、バンパーステイ１とフロントサイドメンバ２との結合が完了した後に、図３（ｃ）に示すように、取付穴３ａにバンパーステイ１が回転自在に嵌合されている部分を電磁成形して拡径するようにしたので、バンパーステイ１の前端部１ｆを簡単にかつ強固にバンパーレインフォース３に固定することができる。
【００３４】
尚、本実施形態では、このようにバンパーステイ１の前端部１ｆを電磁成形してバンパーレインフォース３に固定した場合を開示したが、これに限ることなく図６に示すように、バンパーステイ１の前端部１ｆに形成したフランジ部１ｂをバンパーレインフォース３の前面にボルト５固定することもできる。
【００３５】
図７，図８は本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図７は車体骨格部材の結合部分の要部を示す分解斜視図、図８は車体骨格部材の結合部分の要部断面図である。
【００３６】
本実施形態の車体骨格部材の結合構造は、図７，図８に示すように第１の部材としてのバンパーステイ１に挿入孔部２０Ａを形成し、第２の部材としてのフロントサイドメンバ２に挿入軸部１０Ａを形成したもので、円筒状に形成したバンパーステイ１の後端部１ｒの内側を挿入孔部２０Ａとして用いるとともに、フロントサイドメンバ２の前端部２ｆの外側に別体の挿入軸部１０Ａを嵌着してある。
【００３７】
本実施形態にあっても挿入軸部１０Ａと挿入孔部２０Ａとの間に回転結合部としてのねじ部１１，２１が設けられるとともに、挿入軸部１０Ａの後方終端部にしごき部３０Ａを設けてある。
【００３８】
前記しごき部３０Ａは、なだらかに湾曲して拡径するテーパ部３１Ａによって形成し、このしごき部３０Ａは挿入軸部１０Ａの後方終端部からフランジ状に突出形成される。
【００３９】
従って、本実施形態の車体骨格部材の結合構造によれば、挿入軸部１０Ａと挿入孔部２０Ａが第１実施形態とは逆に挿入軸部１０Ａがフロントサイドメンバ２に形成され、挿入孔部２０Ａがバンパーステイ１に形成されるが、本実施形態にあっても挿入軸部１０Ａと挿入孔部２０Ａとの間にねじ部１１，２１が形成され、かつ、しごき部３０Ａが形成されているので、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４０】
尚、本実施形態では前記しごき部３０Ａは、なだらかに湾曲して拡径するテーパ部３１Ａで形成されるので、衝突荷重Ｆの入力によって挿入孔部２０Ａが挿入軸部１０Ａに押し込まれる際に、バンパーステイ１の後端部１ｒが前記しごき部３０Ａによって拡径されることになり、第１実施形態の絞られる場合と同様の効果を奏する。
【００４１】
ところで、第１実施形態では円筒状のバンパーステイ１と断面矩形状のフロントサイドメンバ２との結合構造を示したが、図９，図１０に示すようにフロントサイドメンバ２を円筒状に形成した場合は、その前端部２ｆに端板２２（図２参照）を用いることなく、直接ねじ部２１およびしごき部３０を形成することができ、部品点数の削減を図ることができる。
【００４２】
また、前記第１，第２実施形態では回転結合部としてねじ部１１，２１を開示したが、勿論、これに限ることはなく、例えば、図１１，図１２に示すように挿入軸部１０の外周の径方向に対向した部位に一対設けた突起部１２と、挿入孔部２０の内周にこれら突起部１２を嵌合する鉤状の凹部２３と、によっても構成することができる。
【００４３】
また、図１３に示すように挿入軸部１０に形成した鉤状の切欠部１３と、挿入孔部２０の内周に突設されて前記切欠部１３に係合するピン２４とによっても回転結合部を構成することができる。
【００４４】
ところで、本発明の車体骨格部材の結合構造は前記各実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができ、例えば、バンパーステイ１およびフロントサイドメンバ２の骨格部材以外の車体骨格部材の結合に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１実施形態における車体骨格部材の結合部分を示す分解斜視図。
【図２】図１中Ａ部の拡大斜視図。
【図３】本発明の第１実施形態における車体骨格部材の結合手順を（ａ）〜（ｃ）に順を追って示す要部断面図。
【図４】図３中Ｂ部の拡大断面図。
【図５】本発明の第１実施形態における荷重入力時の結合部分の作用を説明する要部拡大断面図。
【図６】第１実施形態の変形例を示す要部斜視図。
【図７】本発明の第２実施形態における車体骨格部材の結合部分の要部を示す分解斜視図。
【図８】本発明の第２実施形態における車体骨格部材の結合部分の要部断面図。
【図９】第１実施形態の変形例を示す車体骨格部材の結合部分を示す分解斜視図。
【図１０】第１実施形態の変形例を示す車体骨格部材の結合部分の拡大断面図。
【図１１】第１実施形態の回転結合部の変形例を示す分解斜視図。
【図１２】図１１中Ｃ部の拡大斜視図。
【図１３】第１実施形態の回転結合部の変形例を示す分解斜視図。
【符号の説明】
【００４６】
１  バンパーステイ（第１の部材）
２  フロントサイドメンバ（第２の部材）
３  バンパーレインフォース
３ａ  バンパーステイの取付穴
１０，１０Ａ  挿入軸部
１１  ねじ部（回転結合部）
１２  突起部（回転結合部）
１３  切欠部（回転結合部）
２０，２０Ａ  挿入孔部
２１  ねじ部（回転結合部）
２３  凹部（回転結合部）
２４  ピン（回転結合部）
３０，３０Ａ  しごき部
３１，３１Ａ  テーパ部
【図１】
2008174180.tif 000003
【図２】
2008174180.tif 000004
【図３】
2008174180.tif 000005
【図４】
2008174180.tif 000006
【図５】
2008174180.tif 000007
【図６】
2008174180.tif 000008
【図７】
2008174180.tif 000009
【図８】
2008174180.tif 000010
【図９】
2008174180.tif 000011
【図１０】
2008174180.tif 000012
【図１１】
2008174180.tif 000013
【図１２】
2008174180.tif 000014
【図１３】
2008174180.tif 000015