JP2010064505A - 車体長手部材の補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】重量増加を抑制しつつ必要な補強強度が得られる補強構造を提供すること。
【解決手段】本発明は、車体長手部材の補強構造であって、細長い中空部が内部に形成された閉断面構造の車体長手部材と、中空部内に配置された軽合金製の細長い補強部材２０とを備え、補強部材が、細長い板状部分２２と、板状部分の両面から側方に延びる複数の三角形状のリブ部分２４とを有し、補強部材は、三角形状のリブ部分の底辺が車体内方側に配置され板状部分の短辺が車体内方から外方に向かって延びるように配置され、補強板は、補強部材のリブ部分に沿って延びるように配置されていることを特徴としている。
【選択図】図４

Description

本発明は、車体長手部材の補強構造に関し、詳細には、細長い中空部が内部に形成された閉断面構造の車体長手部材の補強構造に関する。

自動車等の車両のフレームは、フロントピラー、Ｂピラー、ルールサイドレール、サイトシル等の内部に細長い中空部が形成された閉断面構造の細長い部材（長手部材）を組み合わせることによって形成されている。

これらの長手部材には、衝突等によって外部から応力が加わった際には、応力を吸収、あるいは分散等させて客室の変形を最小限に抑え、乗員の安全を図ることが求められている。このため長手部材は、用いられる場所によっては、内部の中空部に補強部材が取付けられた補強構造を有する必要がある。

このような補強構造としては、所謂「ハット」形状の断面を有する複数枚の金属製補強部材（レインフォースメント）を、長手部材を構成するアウタパネルとインナパネルの間に配置する構造が知られている。

代表的な長手部材であるＢピラーの横断面を図１に示す。この補強構造１では、アウタパネル２とインナパネル４の間に、アウタレインフォースメント６、ヒンジレインフォースメント８、インナレインフォースメント１０が配置されている。この結果、この補強構造には、合計３枚の鋼製補強部材（レインフォースメント）がアウタパネル２とインナパネル４の間に配置されるので、溶接箇所が多く且つ重量を抑制できない問題がある。

さらに、組み立てに際しては、図２に示されているように、アウタパネル２にアウタレインフォースメント６およびヒンジレインフォースメント８が取付けられたアウタサブアセンブリ１２と、インナパネル４にインナレインフォースメント１０が取り付けられたインナサブアッセンブリ１４とが、矢印方向Ａに接合されて溶接される。このとき、アウタサブアセンブリ１２とインナサブアッセンブリ１４は、図１にｘで示されるようにフランジのみで溶接されるため、断面剛性が低くなるという問題もある。

本発明は、文献公知発明に係る先行技術ではない上記従来技術に基づいてなされたものである。

本発明は、このような従来技術の問題を解決するためになされたものであり、重量増加を抑制しつつ必要な補強強度が得られる補強構造を提供することを目的としている。

本発明によれば、
車体長手部材の補強構造であって、
細長い中空部が内部に形成された閉断面構造の車体長手部材と、
該中空部内に配置された軽合金製の細長い補強部材と、を備え、
該補強部材が、細長い板状部分と、該板状部分の両面から側方に延びる複数の三角形状のリブ部分とを有し、
前記補強部材は、前記三角形状のリブ部分の底辺が車体内方側に配置され前記板状部分の短辺が車体内方から外方に向かって延びるように配置され、
前記補強板は、前記補強部材のリブ部分に沿って延びるように配置されている、
ことを特徴とする補強構造が提供される。

このような構成によれば、補強部材がアルミニウム合金等の軽合金で構成されているので、軽量化が達成される。
また、補強部材が、三角形状のリブ部分の底辺が車体内方側に配置され板状部分の短辺が車体内方から外方に向かって延びるように配置されるので、衝突時等に長手部材の外板等を介して補強部材に伝えられた車体外方からの力は、板状部分と、長手部材の内板側に向かって「末広がり状」に配置された三角形状のリブ部分とによって、長手部材の内板側に伝えられる。
したがって、衝突時等に長手部材の外板等を介して補強部材に伝えられた車体外方からの力を、分散させられながら、長手部材の内板側に伝えられることができ、長手部分の耐力が向上する。

本発明の他の好ましい態様によれば、前記三角形状のリブ部分が、前記板状部分に対し左右対称である。
このような構成によれば、衝突時等に長手部材の外板等を介して補強部材に伝えられた車体外方からの力を、効率的に分散させることができる。

本発明の他の好ましい態様によれば、前記補強部材が、前記補強板に接着剤で固定されている。
このような構成によれば、溶接箇所を減少させることにより、製造工程を簡略化することができる。

本発明の他の好ましい態様によれば、前記補強板と前記長手部材との間に、該長手部材に連結された板状レインフォースメントが配置され、前記補強板が、前記板状レインフォースメントに発泡性接着剤で固定されている。
このような構成によれば、発泡性接着剤の圧縮剛性を利用して、衝突時等に長手部材から板状レインフォースメントを介して補強部材に伝えられた車体外方からの力を、効率的に分散、あるいは吸収することができる。

本発明の他の好ましい態様によれば、補強板が鋼製である。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記閉断面構造体が、車両のＢピラーであり、
前記補強部材が、前記Ｂピラー上部の横断面積が減少する部位に配置されている。

このような構成によれば、重量増加を抑制しつつ必要な補強強度が得られる補強構造が提供される。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。
図３は、補強部材２０の取付位置を示す図面であり、図４は、本発明の好ましい実施態様の補強構造で使用される補強部材２０の斜視図である。

図３に示されているように、本実施形態の細長い補強部材２０は、細長い中空部が内部に形成された閉断面構造体である自動車の車体のＢピラーＰ内の中空部に取付けられ、側方からの衝突による衝撃を吸収する等の機能を有する。

図４に示されているように、補強部材２０は、細長い板状部分２２と、板状部分２２の両面から側方に延びる４枚のリブ部分２４とを有する細長い形状を有している。補強部材２０は、軽合金で形成されている。本実施形態では、アルミニウム合金の鋳造あるいは切削加工で形成されている。

リブ部分２４は、二等辺三角形形状を有し、底辺２４ａの中点と頂角を結ぶ線で板状部分２２に接続されている。したがって、本実施形態では、三角形状のリブ部分２４が、板状部分２２に対し左右対称に配置されている構成を備えている。
また、リブ部分２４は、板状部分２２の両端と、内方側２カ所に、板状部分２２の長手方向軸線に沿って略等間隔に配置されている。

補強部材２０は、図３に示されているＢピラーＰの取付位置において、三角形状のリブ部分２４の底辺２４ａが車体内方側に配置され板状部分２２の短辺が車体内方から外方に向かって延びるように配置される。
また、補強部分２０の左右方向の取付位置は、板状部分２２がＢピラーＰの幅方向略中央に設定されている。

図５は、本実施形態の補強構造が設けられたＢピラーＰの横断面図である。図５に示されているように、本実施形態の補強構造は、補強部材２０の車体外方側部分（三角形状のリブ部分の頂角側部分）に配置された鋼製の補強板２８を備えている。

補強板２８は、左右の両側縁にフランジ部２８ａを有し、前記補強部材２０のリブ状部分２４に沿って延びるハット状の断面形状を有する細長い板状部分である。
補強板２８は、両側端のフランジ部分２８ａが、Ｂピラーインナ３０の内面に溶接によって取付固定されるるともに、ハットの内周面が、補強部材２０の上面すなわち板状部分２２の頂面（上方側端面）とリブ状部分２４の斜面に接着剤３２で固定されている。

補強板２８と、ＢピラーＰの車体外方側を構成するＢピラーアウタ２６との間には、板状レインフォースメントであるＢピラーレインフォースメント３４が配置されている。Ｂピラーレインフォースメント３４は、断面形状が所謂ハット状であり、左右の両側縁にフランジ部３４ａを有している。

Ｂピラーレインフォースメント３４は、左右のフランジ部３４ａが、Ｂピラーアウタ２６の左右のフランジ部２６ａとＢピラーインナ３０の左右のフランジ部３０ａとの間に溶接固定されることにより、ＢピラーＰに固定されている。
さらに、補強板２８のハットの頂面２８ｂは、Ｂピラーレインフォースメント３４のハットの頂面３４ｂの裏面に、発泡性接着剤３６で固定されている。
本実施形態では、発泡性接着剤３６は、組み立て後の焼き付け塗装工程の熱によって発泡し接着作用を生じる、公知の発泡性接着剤が使用される。

次に、補強部材２０の取付位置について説明する。ＢピラーＰの車幅方向の縦断面である図６に矢印Ｆで示されているような、衝突等によってＢピラーＰに車幅方向外方から車幅方向内方に向う力が加わると、ＢピラーＰは内方に変形する。この際、図６にＳで示さる断面形状が変化している部分は、応力が集中する高応力部位Ｈとなり、その周囲が低応力部位Ｌとなる。また、力は、車幅方向内方に向かう力であるから、ＢピラーＰの車幅方向外方部位には圧縮応力が、車幅方向内方部位には引張応力が作用することになる。
本実施形態の補強部材２０は、高応力部位Ｈに位置するようにＢピラーＬ内に配置されている。

このような衝突の際に、Ｂピラーアウタ２６に、図７に矢印Ｆで示されるような力が作用すると、この力は、矢印Ｆ１ないし３で示されるようにＢピラーアウタ２６、補強板２８、補強部材２０の板状部分にそれぞれ伝えられる。

板状部分２２の幅方向に伝わる力Ｆ２によって、リブ状部分２４で外方に向かう反力Ｆ４が生じるため、補強部材の内倒れ、さらに補強板の壁崩れが抑制される。このため、衝突時に、ＢピラーＰを所定厚に維持できる。
さらに、三角形状のリブ状部分２４が、Ｂピラーインナ２８に向かって「末広がり状」に配置されているので、リブ状部分２４に伝わった力が幅方向に分散される。
この結果、本実施形態の補強構造では、衝突等によって加わる力に対する耐力が大きなる。

又、本実施形態は、補強部材２０がアルミニウム合金で形成されているので、必要な耐力を確保しつつ重量の増加を抑制することができる。さらに、接着剤が多用されるので、スポット溶接箇所を減少させることもできる。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の変更が可能である。

上記実施形態では、リブ状部分２４が、板状部分２２に対して左右対称であったが、千鳥状に左右交互に配置されたものでもよい。また、リブ状部分の数も４枚に限定されるものではない。

さらに、上記実施形態では、補強部材２０がアルミ合金製であったが、補強部材を他の軽合金で構成してもよい。

上記実施形態は、本発明の補強構造をＢピラーに適用した例であったが、本発明は、Ｂピラーに限定されるものではなく、他の閉断面構造の長手部材、例えば、ルーフサイドレール、フロントピラー、サイドシル等にも適用可能である。

従来技術の補強構造を有するＢピラーの横断図である。 図１のＢピラーの組み立てを説明する図面である。 本発明の好ましい実施形態の補強構造における補強部材の取付位置を示す図面である。 本発明の好ましい実施形態の補強構造で使用される補強部材の斜視図である。 本発明の好ましい実施形態の補強構造が設けられたＢピラーの横断面図である。 Ｂピラーの車幅方向の縦断面である。 本発明の好ましい実施形態の補強構造の衝突時等における力の伝達を説明するための図面である。

符号の説明

２０：補強部材
２２：板状部分
２４：リブ部分
２６：Ｂピラーアウタ
２８：補強板
３０：Ｂピラーインナ
３２：構造用接着剤
３４：Ｂピラーレインフォースメント
３６：発泡性接着剤

Claims (6)

1. 車体長手部材の補強構造であって、
   細長い中空部が内部に形成された閉断面構造の車体長手部材と、
   該中空部内に配置された軽合金製の細長い補強部材と、を備え、
   該補強部材が、細長い板状部分と、該板状部分の両面から側方に延びる複数の三角形状のリブ部分とを有し、
   前記補強部材は、前記三角形状のリブ部分の底辺が車体内方側に配置され前記板状部分の短辺が車体内方から外方に向かって延びるように配置され、
   前記補強板は、前記補強部材のリブ部分に沿って延びるように配置されている、
   ことを特徴とする補強構造。
2. 前記三角形状のリブ部分が、前記板状部分に対し左右対称である、
   請求項１に記載の補強構造。
3. 前記補強部材が、前記補強板に接着剤で固定されている、
   請求項１または２に記載の補強構造。
4. 前記補強板と前記長手部材との間に、該長手部材に連結された板状レインフォースメントが配置され、
   前記補強板が、前記板状レインフォースメントに発泡性接着剤で固定されている、
   請求項１ないし３の何れか１項に記載の補強構造。
5. 前記補強板が、鋼製である、
   請求項１ないし４の何れか１項に記載の補強構造。
6. 前記閉断面構造体が、車両のＢピラーであり、
   前記補強部材が、前記Ｂピラー上部の横断面積が減少する部位に配置されている、
   請求項１ないし５の何れか１項に記載の補強構造。

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