(57)【要約】【課題】部材間を連結する車両用補強部材において、その剛性及び強度を向上させる。【解決手段】円環状に形成されたリング部３２と、リング部３２の第１部位に一端部３４Ａが設けられ、他端部３４Ｂが第１部材１４に取り付けられる少なくとも２本の第１ロッド部３４と、リング部３２の第１部位とは異なる第２部位に一端部３６Ａが設けられ、他端部３６Ｂが第２部材１６に取り付けられる少なくとも２本の第２ロッド部３６と、を備えた車両用補強部材３０とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状に形成されたリング部と、
前記リング部の第１部位に一端部が設けられ、他端部が第１部材に取り付けられる少なくとも２本の第１ロッド部と、
前記リング部の前記第１部位とは異なる第２部位に一端部が設けられ、他端部が第２部材に取り付けられる少なくとも２本の第２ロッド部と、
を備えた車両用補強部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用補強部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
フロントサイドメンバとエプロンアッパメンバとをブレースによって連結して補強した車体の前部構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２３１９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
部材間を連結する車両用補強部材の剛性及び強度を向上させる構成については、未だ改善の余地がある。
【０００５】
そこで、本発明は、部材間を連結する車両用補強部材において、その剛性及び強度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車両用補強部材は、円環状に形成されたリング部と、前記リング部の第１部位に一端部が設けられ、他端部が第１部材に取り付けられる少なくとも２本の第１ロッド部と、前記リング部の前記第１部位とは異なる第２部位に一端部が設けられ、他端部が第２部材に取り付けられる少なくとも２本の第２ロッド部と、を備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、部材間を連結する車両用補強部材において、その剛性及び強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係るサークルメンバをフロントサイドメンバとエプロンアッパメンバとの間に設けた場合を示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係るサークルメンバをフロントサイドメンバとエプロンアッパメンバとの間に設けた場合を示す側面図である。
【図３】本実施形態に係るサークルメンバのリング部とロッド部の接合部分を示す図２のＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図４】本実施形態に係るサークルメンバのリング部とロッド部の接合部分の第１変形例を示す側面図である。
【図５】本実施形態に係るサークルメンバのリング部とロッド部の接合部分の第２変形例を示す側面図である。
【図６】第１参考例に係るサークルメンバをフロントサイドメンバとエプロンアッパメンバとの間に設けた場合を示す側面図である。
【図７】第２参考例に係るサークルメンバをフロントサイドメンバとエプロンアッパメンバとの間に設けた場合を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＬＨを車体左方向とする。また、以下の説明で、特記することなく前後、上下、左右の方向を記載した場合は、車体前後方向の前後、車体上下方向の上下、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。更に、各図は、車両１２の左側を示しているが、車両１２の右側も左右対称で同様の構成である。
【００１０】
また、ここでは、本実施形態に係る車両用補強部材としてのサークルメンバ３０により、フロントサイドメンバ１４とアッパメンバ１６とを連結した場合を例に採って説明するが、サークルメンバ３０の適用箇所は、この部位に限定されるものではない。例えば、図示しないシートバックのフレームを連結する場合に使用するなど、本実施形態に係るサークルメンバ３０は、車両１２において適宜補強したい部位に適用可能なものである。
【００１１】
更に、ここでは、本実施形態に係るサークルメンバ３０を適用する車両１２として、エンジンコンパートメントルーム１８や車両１２を動かす機構（図示省略）及びその機構を構成する部品（図示省略）等が露出されている車両１２を例に採って説明する。そのため、後述するように、フェンダー２０には、車体前後方向の間隙Ｄが形成されているが、本実施形態に係るサークルメンバ３０は、このような車両１２に適用される態様に限定されるものではない。
【００１２】
図１、図２に示されるように、車両１２の前部側（エンジンコンパートメントルーム１８内）には、車体前後方向に沿って延在するフロントサイドメンバ１４が左右一対で配置されている。第１部材としての各フロントサイドメンバ１４は、例えば一定断面とされたアルミニウム等の軽量金属材の押出成形によって矩形閉断面形状に形成されている。
【００１３】
車幅方向から見た側面視で、各フロントサイドメンバ１４の車体上方側には、車体前後方向に沿って延在するアッパメンバ１６が左右一対で配置されている。第２部材としての各アッパメンバ１６も、例えば一定断面とされたアルミニウム等の軽量金属材の押出成形によって矩形閉断面形状に形成されている。
【００１４】
なお、各フロントサイドメンバ１４の断面積は、各アッパメンバ１６の断面積よりも大きく形成されている。つまり、各フロントサイドメンバ１４は、各アッパメンバ１６よりも太い矩形閉断面形状に形成されている。また、各フロントサイドメンバ１４や各アッパメンバ１６には、図示しないサスペンションやエンジンなどの機能部品が、ボルト締結等によって搭載されている。
【００１５】
フロントサイドメンバ１４及びアッパメンバ１６は、カウル（図示省略）やフェンダー２０などのアウタパネルによって車体外側から覆われている。フェンダー２０は、フロントサイドメンバ１４及びアッパメンバ１６の前端側を車幅方向外側から覆うフロントフェンダー２２と、フロントサイドメンバ１４及びアッパメンバ１６の後端側を車幅方向外側から覆うリアフェンダー２４と、を備えている。
【００１６】
フロントフェンダー２２とリアフェンダー２４とは、車体前後方向に離間して配置されており、その間には間隙Ｄが形成されている。したがって、その間隙Ｄから露出されているフロントサイドメンバ１４の一部とアッパメンバ１６の一部において、剛性及び強度が低下するおそれがある。そのため、その間隙Ｄから露出されているフロントサイドメンバ１４の一部とアッパメンバ１６の一部とが、例えばアルミニウム等の軽量金属材によって形成されたサークルメンバ３０によって連結されて補強されている。
【００１７】
サークルメンバ３０は、円環状に形成されたリング部３２と、リング部３２の下部側に一端部３４Ａが設けられ、他端部３４Ｂがフロントサイドメンバ１４にボルト締結によって取り付けられる２本の第１ロッド部３４と、リング部３２の上部側に一端部３６Ａが設けられ、他端部３６Ｂがアッパメンバ１６にボルト締結によって取り付けられる２本の第２ロッド部３６と、を備えている。
【００１８】
図２、図３に示されるように、リング部３２は、車幅方向内側が開放された断面半円弧形状に形成されており、法規上の子供の頭部形状Ｈが入らない程度の内径（例えばφ１００）とされている。そして、リング部３２には、リング部３２と同じ車幅方向内側が開放された断面半円弧形状とされて径方向外側へ延在する半円筒部３３が、９０度間隔で一体に形成されている。つまり、リング部３２の下部側の２つの半円筒部３３が第１部位となっており、上部側の２つの半円筒部３３が第１部位とは異なる第２部位となっている。
【００１９】
また、図３に示されるように、第１ロッド部３４及び第２ロッド部３６は、断面円形状の中空管で構成されており、それぞれの一端部３４Ａ、３６Ａが、各半円筒部３３内に挿入されて溶接等によって接合されている。これにより、第１ロッド部３４及び第２ロッド部３６は、リング部３２の周方向に９０度間隔で、かつリング部３２から互いに反対方向へ延在するように（放射状に）設けられている。
【００２０】
なお、各半円筒部３３の先端部３３Ａは、その先端面３３Ｂが第１ロッド部３４及び第２ロッド部３６の各外周面に当接するように折り曲げられて溶接されている。これにより、各半円筒部３３の先端部３３Ａに人が触れても、その先端部３３Ａにおけるエッジ部分で傷つかないようになっている。
【００２１】
図１、図２に示されるように、第１ロッド部３４及び第２ロッド部３６の各他端部３４Ｂ、３６Ｂは、扁平状に潰されており、各他端部３４Ｂ、３６Ｂには、それぞれボルト挿通用の孔部３４Ｃ、３６Ｃが形成されている。そして、フロントサイドメンバ１４の内側壁及びアッパメンバ１６の内側壁にも、それぞれボルト挿通用の孔部（図示省略）が形成されており、各内側壁の内面には、各孔部と同軸的にウエルドナット（図示省略）が設けられている。
【００２２】
したがって、車幅方向内側から各ボルト（図示省略）が、第１ロッド部３４の孔部３４Ｃ及びフロントサイドメンバ１４の孔部に挿通され、かつ第２ロッド部３６の孔部３６Ｃ及びアッパメンバ１６の孔部に挿通されて、それぞれウエルドナットに螺合されることにより、サークルメンバ３０がフロントサイドメンバ１４とアッパメンバ１６との間に架設されている。
【００２３】
また、図２に示されるように、リング部３２と各第１ロッド部３４とフロントサイドメンバ１４とで略直角二等辺三角形状の空隙部Ｓ１が形成されている。そして、リング部３２と各第２ロッド部３６とアッパメンバ１６とで略直角二等辺三角形状の空隙部Ｓ２が形成されている。
【００２４】
更に、リング部３２と第１ロッド部３４と第２ロッド部３６とフロントフェンダー２２とで略直角二等辺三角形状の空隙部Ｓ３が形成され、リング部３２と第１ロッド部３４と第２ロッド部３６とリアフェンダー２４とで略直角二等辺三角形状の空隙部Ｓ４が形成されている。各空隙部Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の大きさも、法規上の子供の頭部形状Ｈ（例えばφ１００の球）が入らない程度とされている。
【００２５】
なお、フロントサイドメンバ１４（第１部材）とアッパメンバ１６（第２部材）とサークルメンバ３０（補強部材）とで、車両用補強構造１０が構成されている。また、第１ロッド部３４及び第２ロッド部３６の各他端部３４Ｂ、３６Ｂは、ボルト締結ではなく、溶接等によってフロントサイドメンバ１４及びアッパメンバ１６にそれぞれ接合される構成とされていてもよい。
【００２６】
以上のような構成とされた本実施形態に係るサークルメンバ３０において、次にその作用について説明する。
【００２７】
フロントサイドメンバ１４やアッパメンバ１６には、サスペンションやエンジンなどにより、様々な方向から荷重が入力される。ここで、フロントサイドメンバ１４とアッパメンバ１６とは、サークルメンバ３０によって車体上下方向で連結されている。したがって、フロントサイドメンバ１４やアッパメンバ１６が荷重の入力によって変形されようとしても、その変形がサークルメンバ３０によって抑制される。
【００２８】
すなわち、サークルメンバ３０のリング部３２は、曲率を有しているので、径方向から入力される荷重に対して剛性及び強度が高い。そのため、フロントサイドメンバ１４から第１ロッド部３４を介してリング部３２に荷重が入力されたり、アッパメンバ１６から第２ロッド部３６を介してリング部３２に荷重が入力されたりしても、サークルメンバ３０のリング部３２は、径方向に変形し難い（径方向への変形に対する抵抗力が大きい）。
【００２９】
したがって、フロントサイドメンバ１４から第１ロッド部３４を介してリング部３２に入力された荷重は、第２ロッド部３６を介してアッパメンバ１６へ効率よく伝達することができる。そして、アッパメンバ１６から第２ロッド部３６を介してリング部３２に入力された荷重は、第１ロッド部３４を介してフロントサイドメンバ１４へ効率よく伝達することができる。
【００３０】
このように、フロントサイドメンバ１４やアッパメンバ１６に入力された荷重を、そのフロントサイドメンバ１４とアッパメンバ１６との間で効率よく分散させることができるので、フロントサイドメンバ１４やアッパメンバ１６への荷重集中を軽減させることができる。よって、フロントサイドメンバ１４やアッパメンバ１６を鋼板よりも強度の低いアルミニウム等の軽量金属材で構成しても、車体の強度及び剛性を向上させることができ、車両１２において、衝突安全性能や操縦安定性能を確保することができる。
【００３１】
そして、フロントサイドメンバ１４やアッパメンバ１６において、板厚の増加やリインフォースメントによる補強（部品点数の増加）などが不要となる（簡素な構造となる）ため、車両１２の軽量化を実現することができる。更に、フロントサイドメンバ１４やアッパメンバ１６の製造工程を減らすことができるので、設備投資を削減できるとともに、フロントサイドメンバ１４やアッパメンバ１６の生産性を向上させることができる。
【００３２】
また、サークルメンバ３０のリング部３２の内径及び各空隙部Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の大きさは、法規上の子供の頭部形状Ｈ（図２参照）が入らない程度とされている。したがって、車両１２が歩行者に衝突しても、その歩行者がフロントフェンダー２２とリアフェンダー２４との間の間隙Ｄから車両１２の内部に進入することがない。また、フロントフェンダー２２とリアフェンダー２４との間の間隙Ｄから異物が進入するのも抑制又は防止することができる。
【００３３】
更に、リング部３２の径方向内側には、図示しないドライブシャフトやタイロッドなどを挿通させることができるため、スペースの有効活用ができる。なお、サークルメンバ３０は、フロントサイドメンバ１４とアッパメンバ１６とを連結するだけではなく、例えば左右のアッパメンバ１６の間を連結するように設けられていてもよい。この場合、変形に対する抵抗力を増加させることができるので、車体の強度及び剛性をより一層向上させることができる。
【００３４】
また、第１ロッド部３４及び第２ロッド部３６の各一端部３４Ａ、３６Ａとリング部３２とは、例えば図４に示されるように、接合部材３８を介して接合するようにしてもよい。接合部材３８は、円筒状で、かつ略「Ｔ」字状に形成されており、リング部３２に嵌められる嵌合部３８Ａと、第１ロッド部３４及び第２ロッド部３６の各一端部３４Ａ、３６Ａが挿入される挿入部３８Ｂと、を有している。
【００３５】
この接合部材３８は、リング部３２に９０度間隔で４つ設けられており、各接合部材３８は、各嵌合部３８Ａがリング部３２に嵌められて溶接等によって接合されることで固定されている。そして、そのリング部３２に固定された各接合部材３８の各挿入部３８Ｂに、第１ロッド部３４及び第２ロッド部３６の各一端部３４Ａ、３６Ａが、それぞれ挿入されて溶接等によって接合されている。
【００３６】
このような接合部材３８を用いて、第１ロッド部３４及び第２ロッド部３６をリング部３２に設ける場合には、リング部３２の軸方向及び径方向に対する第１ロッド部３４及び第２ロッド部３６の角度を自由に選択できる利点がある。そして、リング部３２を簡素なパイプ部材で構成できる利点がある。
【００３７】
また、第１ロッド部３４及び第２ロッド部３６の各一端部３４Ａ、３６Ａとリング部３２とは、例えば図５に示されるように、各一端部３４Ａ、３６Ａを扁平状に潰して接合するようにしてもよい。すなわち、リング部３２には、９０度間隔で扁平状に潰れた潰れ部３２Ａを形成し、各潰れ部３２Ａに、第１ロッド部３４及び第２ロッド部３６の扁平状に潰された各一端部３４Ａ、３６Ａをそれぞれ溶接等によって接合するようにしてもよい。
【００３８】
次に、参考例に係るサークルメンバ４０、５０について説明する。なお、本実施形態と同等の部材には、同じ符号を付して詳細な説明（共通する作用も含む）は適宜省略する。
【００３９】
図６、図７に示されるように、参考例に係るサークルメンバ４０、５０には、パイプ部材で構成されたリング部が複数設けられている。具体的に説明すると、図６に示される第１参考例に係るサークルメンバ４０には、２つのリング部４２、４４が設けられており、図７に示される第２参考例に係るサークルメンバ５０には、３つのリング部５２、５４、５６が設けられている。
【００４０】
図６に示されるように、第１参考例に係るサークルメンバ４０では、２つのリング部４２、４４が、互いの外周面を径方向で近接させた状態に並べられ、その近接部位が結合部材２６によって結合されるとともに、その結合部材２６が各リング部４２、４４に溶接等によって接合されている。
【００４１】
そして、各リング部４２、４４の並べられた方向に沿って延在する第３ロッド部４６及び第４ロッド部４８が、それぞれ各リング部４２、４４の外周面に近接した状態に並べられ、各近接部位が結合部材２６によって結合されるとともに、各結合部材２６が各リング部４２、４４と第３ロッド部４６及び第４ロッド部４８とに溶接等によって接合されている。
【００４２】
つまり、第３ロッド部４６及び第４ロッド部４８は、各リング部４２、４４を挟んで反対側に配置されており、各結合部材２６は、各リング部４２、４４に９０度間隔で配置されている。そして更に、各リング部４２、４４には、各結合部材２６と９０度間隔となるように配置されるブラケット２８が溶接等によって接合されている。このブラケット２８には、ボルト挿通用の孔部２８Ａが形成されている。
【００４３】
また、第３ロッド部４６及び第４ロッド部４８の各一端部４６Ａ、４８Ａ及び各他端部４６Ｂ、４８Ｂは、それぞれ扁平状に潰されており、各一端部４６Ａ、４８Ａ及び各他端部４６Ｂ、４８Ｂには、それぞれボルト挿通用の孔部４６Ｃ、４８Ｃ、４６Ｄ、４８Ｄが形成されている。
【００４４】
したがって、一方のリング部４２に設けられたブラケット２８と、第３ロッド部４６及び第４ロッド部４８の各一端部４６Ａ、４８Ａとが、フロントサイドメンバ１４にボルト締結によって接合されている。そして、他方のリング部４４に設けられたブラケット２８と、第３ロッド部４６及び第４ロッド部４８の各他端部４６Ｂ、４８Ｂとが、アッパメンバ１６にボルト締結によって接合されている。
【００４５】
これにより、フロントサイドメンバ１４とアッパメンバ１６とが、サークルメンバ４０によって連結されている。なお、第１参考例における各リング部４２、４４の内径も、法規上の子供の頭部形状Ｈ（図２参照）が入らない程度の内径（例えばφ１００）とされている。そして、各リング部４２、４４と、第３ロッド部４６及び第４ロッド部４８と、フロントサイドメンバ１４やアッパメンバ１６とで構成される各空隙部の大きさも、法規上の子供の頭部形状Ｈが入らない程度とされている。
【００４６】
図７に示されるように、第２参考例に係るサークルメンバ５０では、２つのリング部５２、５４が、互いの外周面を径方向で近接させた状態に並べられ、その近接部位が結合部材２６によって結合されるとともに、その結合部材２６が各リング部５２、５４に溶接等によって接合されている。そして、もう１つのリング部５６が、結合部材２６に中心を一致させた状態で、各リング部５２、５４の上に重ねられ、各リング部５２、５４に溶接等によって接合されている。
【００４７】
詳細に説明すると、各リング部５２、５４の結合部材２６側には、それぞれ扁平状の潰れ部５２Ａ、５４Ａが形成されており、各潰れ部５２Ａ、５４Ａに重ねられるリング部５６における各部位にも、扁平状の潰れ部５６Ａが形成されている。したがって、各リング部５２、５４の各潰れ部５２Ａ、５４Ａの上に、リング部５６の各潰れ部５６Ａが重ね合わされ、各潰れ部５２Ａ、５４Ａと各潰れ部５６Ａとが溶接等によって接合されることにより、各リング部５２、５４、５６が一体的に接合されている。
【００４８】
そして、各リング部５２、５４の結合部材２６とは反対側には、それぞれ一対のブラケット２８が溶接等によって接合されており、各ブラケット２８には、それぞれボルト挿通用の孔部２８Ａが形成されている。したがって、リング部５２に固定された各ブラケット２８が、フロントサイドメンバ１４にボルト締結によって接合され、リング部５４に固定された各ブラケット２８が、アッパメンバ１６にボルト締結によって接合されている。
【００４９】
これにより、フロントサイドメンバ１４とアッパメンバ１６とが、サークルメンバ５０によって連結されている。なお、第２参考例における各リング部５２、５４、５６の内径も、法規上の子供の頭部形状Ｈ（図２参照）が入らない程度の内径（例えばφ１００）とされている。したがって、各リング部５２、５４、５６によって構成される各空隙部の大きさも、当然ながら法規上の子供の頭部形状Ｈが入らない程度となっている。
【００５０】
参考例に係るサークルメンバ４０、５０は、以上のような構成であるが、参考例に係るサークルメンバ４０、５０の場合には、リング部が複数設けられるため、部材間の間隔が広いときに有効となる。なお、リング部４２、４４の数量及びリング部５２、５４、５６の数量は、それぞれ図６、図７に示されている数量に限定されるものではない。
【００５１】
例えば図６、図７において、各リング部４２、４４及び各リング部５２、５４、５６は、それぞれ車体前後方向や車体上下方向に複数並べられて設けられる構成とされていてもよい。また、第３ロッド部４６及び第４ロッド部４８の各一端部４６Ａ、４８Ａ及び各他端部４６Ｂ、４８Ｂやブラケット２８は、ボルト締結ではなく、溶接等によってフロントサイドメンバ１４やアッパメンバ１６に接合される構成とされていてもよい。
【００５２】
また、第２参考例に係るサークルメンバ５０において、各リング部５２、５４にブラケット２８を設けずに、各リング部５２、５４の一部を扁平状に潰して、その潰した部位をフロントサイドメンバ１４やアッパメンバ１６に溶接等によって接合する構成にしてもよい。更に、各リング部５２、５４、５６に潰れ部５２Ａ、５４Ａ、５６Ａを形成せず、結合部材２６によって、リング部５６を各リング部５２、５４に結合し、各結合部材２６を各リング部５２、５４、５６に溶接等によって接合する構成にしてもよい。
【００５３】
以上、本実施形態に係る車両用補強部材（サークルメンバ３０）について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車両用補強部材は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、第１ロッド部３４及び第２ロッド部３６は、それぞれ２本設けられる構成に限定されるものではなく、それぞれ３本以上設けられる構成とされていてもよい。つまり、第１ロッド部３４及び第２ロッド部３６は、それぞれ少なくとも２本設けられていればよい。
【符号の説明】
【００５４】
１４  フロントサイドメンバ（第１部材）
１６  アッパメンバ（第２部材）
３０  サークルメンバ（車両用補強部材）
３２  リング部
３４  第１ロッド部
３６  第２ロッド部
【図１】
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【図２】
2016016783.tif 000004
【図３】
2016016783.tif 000005
【図４】
2016016783.tif 000006
【図５】
2016016783.tif 000007
【図６】
2016016783.tif 000008
【図７】
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