WO2018173859A1 - 車両用構造体 - Google Patents

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protrusion
vehicle
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徹 橋村
良平 幸重
康裕 前田
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Kobe Steel Ltd
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    • B60R2019/182—Structural beams therefor, e.g. shock-absorbing made of metal of light metal, e.g. extruded

Definitions

  • the present disclosure relates to a vehicle structure.
  • a low specific gravity and high strength metal called high tension steel is used to reduce the weight and safety of automobiles.
  • High tension steel is effective for weight reduction and safety improvement, but there is a limit to weight reduction compared to a further low specific gravity material such as an aluminum alloy.
  • problems such as a decrease in formability, an increase in forming load, a decrease in dimensional accuracy, and a decrease in rigidity accompanying thinning occur.
  • extruded materials, cast products, and press-formed products of aluminum alloys having a specific gravity lower than that of steel are used for vehicle parts.
  • this aluminum alloy has a low specific gravity, it is effective for reducing the weight, but it has problems of low strength and high cost compared to high tension steel. For this reason, multi-materials that are utilized together with steel parts such as high-tension steel and aluminum alloy parts are being promoted.
  • Patent Literature 1 discloses a member joining method that enables joining of dissimilar metals in multi-materialization by using an elastic body. Specifically, in the joining method of the member of Patent Document 1, an aluminum pipe is inserted into the hole of the steel part, rubber (elastic body) is inserted inside the aluminum pipe, and the rubber is pressurized and deformed. Thereby, the aluminum pipe is enlarged and deformed, and the steel part and the aluminum pipe are caulked and joined.
  • the joining force between the members is weaker than joining by welding or bolt fastening. For this reason, when a force in the central axis direction of the aluminum pipe is applied, the steel part and the aluminum pipe may be disconnected from each other, and the aluminum pipe may penetrate the steel part. For example, when this joining method is applied to the bumper reinforcement of a vehicle, the possibility of this penetration increases when a strong collision force is applied from the front of the vehicle.
  • An embodiment of the present invention has been made under such circumstances, and an object thereof is to provide a vehicle structure including a first member and a second member joined to each other. It is to prevent the first member from penetrating the second member when an axial load of the first member is applied.
  • a vehicle structure includes a tubular first member having a protrusion on the outer periphery, and a tubular second member having a locking wall in which a hole into which the first member can be inserted is formed.
  • the first member is joined to the second member by expanding the insertion portion of the second member into the hole portion, and the protrusion contacts the locking wall of the second member. It touches.
  • the protrusion when a load in the axial direction of the first member is applied, the protrusion abuts against the locking wall of the second member, thereby supporting a part of the load and reducing the load acting on the joint portion. Can be reduced. For this reason, the joining strength of the 1st member and the 2nd member with respect to the axial load of the 1st member can be improved, and it can prevent that joining of the 1st member and the 2nd member comes off. As a result, the first member can be prevented from penetrating the second member.
  • the hole may pass through the locking wall in a direction intersecting the longitudinal direction of the second member, and the protrusion may be provided to project in the longitudinal direction.
  • the protrusion may extend in the axial direction of the first member.
  • the protrusion amount of the protrusion may have a distribution in the axial direction of the first member of the protrusion.
  • the weight can be reduced by partially reducing the protrusion amount of the protrusion or not protruding the protrusion.
  • the collapsing strength of the first member against the axial force of the first member can be reduced while preventing the first member from penetrating the second member, and the collision energy absorption capacity of the vehicle structure is improved. it can.
  • the first member may be a bumper stay for a vehicle
  • the second member may be a bumper beam for a vehicle.
  • the first member and the second member may be made of an aluminum material.
  • the aluminum material refers to pure aluminum or aluminum alloy.
  • the material of the first member may be different from the material of the second member.
  • the first member may be made of an aluminum material, and the second member may be made of a steel material.
  • the first member in the vehicle structure including the first member and the second member, when the longitudinal load of the first member is applied to the vehicle structure, the first member Can be prevented from penetrating the second member.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. 7.
  • FIG. 10 is a sectional view taken along line XX in FIG. 9. Sectional drawing similar to FIG. 3 of the 3rd modification of 1st Embodiment. Sectional drawing similar to FIG. 3 of the 4th modification of 1st Embodiment. Sectional drawing similar to FIG. 2 of the structure for vehicles which concerns on 2nd Embodiment which concerns on this invention.
  • FIG. 14 is a sectional view taken along line XIV-XIV in FIG. 13. Sectional drawing similar to FIG. 13 of the modification of 2nd Embodiment. Sectional drawing similar to FIG. 13 of the other modification of 2nd Embodiment. Sectional drawing similar to FIG.
  • FIGS. 1 to 3 A vehicle structure according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
  • terms indicating a specific direction or position for example, “up”, “down”, “lateral”, “front”, “rear”, “side”, “end” are used as necessary.
  • the use of these terms is to facilitate understanding of the invention with reference to the drawings, and the technical scope of the present invention is not limited by the meaning of these terms. That is, these terms indicate the direction in the posture of the vehicle structure shown in the accompanying drawings, and do not necessarily coincide with the directions in the actual use state. Further, the following description is merely illustrative in nature and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
  • the vehicle width direction of the vehicle is referred to as the X direction
  • the vehicle front-rear direction is referred to as the Y direction
  • the vehicle vertical direction is referred to as the Z direction.
  • a bumper reinforcement (vehicle structure) 1 includes a pair of bumper stays (first members) 10A and 10B and one bumper beam (second member) 20. I have.
  • the bumper stays 10A and 10B are tubular shapes extending in the Y direction. Referring also to FIG. 2, the bumper stays 10A and 10B have flat surfaces perpendicular to the longitudinal direction of the bumper stays 10A and 10B at one end 10a mechanically connected to a vehicle skeleton (not shown). .
  • the bumper stays 10 ⁇ / b> A and 10 ⁇ / b> B are cut so as to conform to the shape of the bumper beam 20 at the other end 10 b mechanically connected to the bumper beam 20.
  • the bumper stays 10 ⁇ / b> A and 10 ⁇ / b> B include an outer wall portion 11 having a closed cross-sectional shape with a rectangular outer shape on a vertical plane (XZ plane) with respect to the Y direction.
  • the outer wall portion 11 has a pair of horizontal walls 11a extending in the X direction and a pair of vertical walls 11b extending in the Z direction so as to mechanically connect the end portions of the pair of horizontal walls 11a.
  • Each bumper stay 10A, 10B includes inward projections 12A, 12B on a vertical wall 11b facing the other bumper stay 10B, 10A, of the pair of vertical walls 11b of the outer wall portion 11 of each bumper stay 10A, 10B.
  • the inward protrusions 12A and 12B protrude toward the inside of the vehicle from a substantially central portion in the Z direction of the vertical wall 11b.
  • Each bumper stay 10A, 10B includes outward projections 13A, 13B on a vertical wall 11b that does not face the other bumper stay 10B, 10A, of the pair of vertical walls 11b of the outer wall 11 of each bumper stay 10A, 10B. .
  • the outward projections 13A and 13B protrude from the substantially center portion in the Z direction of the vertical wall 11b toward the outside of the vehicle.
  • the inward projections 12A, 12B and the outward projections 13A, 13B according to the present embodiment have a thickness that is approximately the same as the thickness of the outer wall portion 11, and have a projection amount that is approximately twice the thickness of the outer wall portion. Have. Referring to FIG.
  • the bumper stays 10A and 10B include an overhanging portion 14 in which the outer wall portion 11 swells to the outside of the bumper stays 10A and 10B.
  • Such bumper stays 10A and 10B may be extruded materials made of, for example, an aluminum alloy.
  • the bumper beam 20 is disposed on the front side of the bumper stay 10 in the Y direction.
  • the bumper beam 20 includes a front wall 21 disposed on the XZ plane, and a rear wall 22 disposed on the XZ plane and spaced apart on the rear side in the Y direction. Both end portions of the front wall 21 each have a front inclined portion 21a that is inclined rearward in the Y direction toward the outside of the vehicle as viewed from the Z direction. Both end portions of the rear wall 22 respectively have rear inclined portions (locking walls) 22a inclined toward the rear side in the Y direction toward the outside of the vehicle as viewed from the Z direction.
  • the bumper beam 20 includes an upper wall 23 and a lower wall 24 that are arranged on a plane perpendicular to the Z direction (XY plane) and mechanically connect the end of the front wall 21 and the end of the rear wall 22. That is, the bumper beam 20 according to the present embodiment is a tubular tube having both ends inclined with a space 25 surrounded by the front wall 21, the rear wall 22, the upper wall 23, and the lower wall 24. Each rear inclined portion 22a is formed with a hole portion 26 into which the outer wall portion 11 of the bumper stays 10A and 10B is inserted.
  • the hole portion 26 has a rectangular shape similar to the outer shape of the outer wall portion 11 of the bumper stays 10 ⁇ / b> A and 10 ⁇ / b> B, and is slightly larger than the outer shape of the outer wall portion 11.
  • a bumper beam 20 may be made of, for example, high tension steel.
  • the overhanging portion 14 of the bumper stay 10 is located in the space portion 25 of the bumper beam 20, and is in contact with the entire circumference of the hole portion 26 at the end portion 14a.
  • the inward projections 12A and 12B and the outward projections 13A and 13B of the bumper stays 10A and 10B are in contact with the rear inclined portion 22a of the rear wall 22 from the rear side in the Y direction.
  • the first structural members 30A and 30B are used for forming the bumper stays 10A and 10B, respectively, and the second structural member 40 is used for forming the bumper beam 20.
  • a rubber 50 elastic body
  • a pusher 60 for compressing the rubber 50 are used for joining the first structural member 30 and the second structural member 40.
  • the first structural members 30A and 30B include an outer wall portion 31 having a closed cross-sectional shape with a rectangular outer shape in the XZ plane.
  • the outer wall portion 31 has a pair of horizontal walls (not shown) extending in the X direction and a pair of vertical walls 31b extending in the Z direction so as to mechanically connect the ends of the pair of horizontal walls.
  • Each first structural member 30A, 30B has an inward projection 32A on a vertical wall 31b facing the other first structural member 30B, 30A, out of a pair of vertical walls 31b of the outer wall portion 31 of each first structural member 30A, 30B. , 32B.
  • the inward protrusions 32A and 32B protrude toward the inner side of the vehicle from a substantially central portion in the Z direction of the vertical wall 31b.
  • Each first structural member 30A, 30B projects outwardly into a vertical wall 31b that does not face the other first structural member 30B, 30A, out of the pair of vertical walls 31b of the outer wall portion 31 of each first structural member 30A, 30B.
  • 33A and 33B are provided.
  • the outward projections 33A and 33B protrude from the substantially center portion in the Z direction of the vertical wall 31b toward the outside of the vehicle.
  • the second structural member 40 includes a front wall 41 disposed on the XZ plane, and a rear wall 42 disposed on the XZ plane and spaced apart on the rear side in the Y direction. Both end portions of the front wall 41 each have a front inclined portion 41a inclined toward the rear side in the Y direction toward the outside of the vehicle as viewed from the Z direction. Both end portions of the rear wall 42 have rear inclined portions 42a that are inclined toward the rear side in the Y direction toward the outside of the vehicle as viewed from the Z direction.
  • the second structural member 40 includes an upper wall and a lower wall (not shown) that are arranged on the XY plane and mechanically connect the end of the front wall 41 and the end of the rear wall 42.
  • the second structural member 40 is a tubular tube with both end portions provided with a space portion 45 surrounded by the front wall 41, the rear wall 42, the upper wall, and the lower wall.
  • Each rear inclined portion 42a is formed with a hole 46 into which the outer wall portion 31 of the first structural member 30A, 30B is inserted.
  • the hole 46 has a rectangular shape similar to the outer shape of the outer wall portion 31 of the first structural members 30 ⁇ / b> A and 30 ⁇ / b> B, and is slightly larger than the outer shape of the outer wall portion 31.
  • the rubber 50 has a quadrangular prism shape extending in the Y direction.
  • the outer shape of the rubber 50 is slightly smaller than the inner shape of the first structural members 30A and 30B to such an extent that it can be inserted into the first structural members 30A and 30B. Both ends of the rubber 50 have flat surfaces inclined with respect to the longitudinal direction of the rubber 50 corresponding to the shape of the second structural member 40.
  • the material of the rubber 50 is preferably, for example, any of urethane rubber, chloroprene rubber, CNR rubber (chloroprene rubber + nitrile rubber), or silicon rubber.
  • the hardness of the rubber 50 is preferably 30 or more on Shore A.
  • the presser 60 is attached to a press device or the like (not shown), and the rubber 50 can be compressed in the Y direction by being driven by the press device.
  • the pusher 60 has a convex portion 60a.
  • the convex portion 60 a is a portion that presses the rubber 50.
  • the pressing surface 60 b that is the end surface of the convex portion 60 a has a flat surface that is inclined with respect to the longitudinal direction of the rubber 50 corresponding to the shape of the rubber 50.
  • the first structural members 30 ⁇ / b> A and 30 ⁇ / b> B are moved backward until the inward projections 32 ⁇ / b> A and 32 ⁇ / b> B and the outward projections 33 ⁇ / b> A and 33 ⁇ / b> B come into contact with the rear inclined portion 42 a of the rear wall 42 of the second structural member 40. It inserts in the hole 46 provided in the inclination part 42a. Then, the rubber 50 is inserted into the first structural members 30A and 30B.
  • the protrusion 60a of the pusher 60 is inserted into the first structural members 30A and 30B, the rubber 50 is compressed in the Y direction, and bulged in a direction perpendicular to the compression direction, Thereby, the first structural members 30A and 30B are expanded.
  • the first structural members 30A and 30B are caulked and joined to the second structural member 40 by this expansion.
  • the first structural members 30 ⁇ / b> A and 30 ⁇ / b> B are formed with overhang portions 34. Deformation of the end 34 a of the overhang 34 is suppressed by the hole 46 of the second structural member 40.
  • the deformation of the outer wall portion 31 of the first structural members 30A and 30B is suppressed by the inward projections 32A and 32B and the outward projections 33A and 33B in the portion having the inward projections 32A and 32B and the outward projections 33A and 33B.
  • the bumper reinforcement 1 of the present embodiment has the following characteristics.
  • the end surfaces of the inward projections 12A and 12B and the outward projections 13A and 13B are provided at positions that are lowered by one step from the end surfaces of the bumper stays 10A and 10B. Therefore, when the outer wall portion 11 of the bumper stays 10A and 10B is inserted into the hole portion 26 of the bumper beam 20, the inward projections 12A and 12B and the outward projections 13A and 13B are not inserted, and the rear inclined portion from the rear side in the Y direction. 22a can be contacted. Accordingly, the inward projections 12A and 12B and the outward projections 13A and 13B are applied to the rear inclined portion 22a when a force from the front side in the Y direction (see the broken arrow F1 in FIG.
  • the inward projections 12A and 12B and the outward projections 13A and 13B support a part of the force by contacting the rear inclined portion 22a when a force in the X direction is applied to the bumper reinforcement 1. This can reduce the force acting on the joint. For example, when a force in the X direction (see the broken arrow F2) is applied due to an offset collision with the left front inclined portion 21a in FIG. 2, the outward projection 13A and the inward projection 12B come into contact with the rear inclined portion 22a. Can support a part of the force and reduce the force acting on the joint. Similarly, when an X-direction force (see broken line arrow F3) is applied due to an offset collision with the right front inclined portion 21a in FIG.
  • the inward projection 12A and the outward projection 13B come into contact with the rear inclined portion 22a.
  • a part of the force can be supported, and the force acting on the joint can be reduced.
  • the bonding strength between the bumper stays 10A and 10B and the bumper beam 20 with respect to the force in the X direction can be improved, and the bonding between the bumper stays 10A and 10B and the bumper beam 20 can be prevented from coming off.
  • the bumper stays 10A and 10B and the bumper beam 20 can be prevented from falling in the X direction.
  • the bumper stays 10A and 10B when a collision force in the Y direction is applied to the bumper reinforcement 1, the bumper stays 10A and 10B can be prevented from penetrating the bumper beam 20 as described above.
  • the bumper stays 10A and 10B are crushed.
  • the bumper stays 10 ⁇ / b> A and 10 ⁇ / b> B are crushed, the collision energy is absorbed, so that the collision force is dispersed before reaching the cabin, and the driver can be safely protected.
  • the bumper stays 10A and 10B and the bumper beam 20 when an impact force in the X direction is applied to the bumper reinforcement 1, the bumper stays 10A and 10B and the bumper beam 20 can be prevented from falling (falling down) as described above. It is possible to maintain the collision energy absorption ability.
  • the bumper reinforcement 1 is exemplified as described above as an application target of the present invention, the present invention can be applied to any vehicle structure having tube expansion joints other than the bumper reinforcement 1.
  • the bumper stays 10A and 10B are respectively provided with inward protrusions 12A and 12B.
  • Each bumper stay 10A, 10B has an overhanging portion 14 formed on a vertical wall 11b in which the inward projections 12A, 12B are not provided, of the pair of vertical walls 11b of the outer wall portion 11 of each bumper stay 10A, 10B. Yes.
  • the inward projections 12A and 12B can support a part of the force by abutting against the rear inclined portion 22a when a force in the X direction is applied to the bumper reinforcement 1, and the force acting on the joint portion Can be reduced.
  • a force in the X direction see the broken arrow F2
  • the inward protrusion 12B contacts the rear inclined portion 22a to reduce the force.
  • the portion can be supported, and the force acting on the joint can be reduced.
  • a force in the X direction see the broken arrow F3
  • the inward projection 12A abuts on the rear inclined portion 22a to reduce the force.
  • a part can be supported, and the force acting on the joint can be reduced.
  • the bonding strength between the bumper stays 10A and 10B and the bumper beam 20 with respect to the force in the X direction can be improved, and the bonding between the bumper stays 10A and 10B and the bumper beam 20 can be prevented from coming off.
  • the bumper stays 10A and 10B and the bumper beam 20 can be prevented from falling in the X direction.
  • each bumper stay 10A, 10B is respectively provided with outward projections 13A and 13B.
  • Each bumper stay 10A, 10B has an overhanging portion 14 formed on a vertical wall 11b in which the outward projections 13A, 13B are not provided, of the pair of vertical walls 11b of the outer wall portion 11 of each bumper stay 10A, 10B. Yes.
  • the outward projections 13A and 13B can support a part of the force by abutting against the rear inclined portion 22a when force in the X direction is applied to the bumper reinforcement 1, and force acting on the joint portion Can be reduced.
  • force acting on the joint portion can be reduced.
  • a force in the X direction see broken line arrow F2
  • the outward projection 13A comes into contact with the rear inclined portion 22a to reduce the force.
  • the portion can be supported, and the force acting on the joint can be reduced.
  • a force in the X direction see the broken arrow F3
  • the outward projection 13B comes into contact with the rear inclined portion 22a to reduce the force.
  • the bonding strength between the bumper stays 10A and 10B and the bumper beam 20 with respect to the force in the X direction can be improved, and the bonding between the bumper stays 10A and 10B and the bumper beam 20 can be prevented from coming off. As a result, the bumper stays 10A and 10B and the bumper beam 20 can be prevented from falling in the X direction.
  • the bumper stays 10 ⁇ / b> A and 10 ⁇ / b> B include a pair of vertical protrusions 15.
  • the vertical protrusion 15 is provided so as to protrude in the Z direction from a substantially central portion in the X direction of the pair of horizontal walls 11a.
  • the bumper stays 10A and 10B include an outer wall portion 11 having a closed cross-sectional shape whose outer shape is circular with respect to the XZ plane.
  • the outer wall portion 11 has an axis C1 extending in the Y direction.
  • the bumper stays 10A and 10B respectively include inward protrusions 12A and 12B that protrude toward the inside of the vehicle from the outer wall portion 11 located on the inner side of the vehicle than the axis C1.
  • the bumper stays 10A and 10B are respectively provided with outward projections 13A and 13B projecting from the outer wall portion 11 located outside the vehicle from the axis C1 toward the outside of the vehicle.
  • the inward projections 12A and 12B, the outward projections 13A and 13B, and the axis C1 are disposed at the same position in the Z direction.
  • the bumper stays 10A and 10B of the present embodiment have inward projections 12A and 12B and outward projections 13A and 13B.
  • the protrusion amounts of the inward protrusions 12A and 12B and the outward protrusions 13A and 13B according to the present embodiment have a distribution in the Y direction.
  • the bumper stays 10A and 10B have inward projections 12A and 12B and outward projections 13A and 13B in the vicinity of the contact portion with the bumper beam 20 in the Y direction, but inward in other portions.
  • the projections 12A and 12B and the outward projections 13A and 13B are not provided.
  • the bumper stays 10A and 10B can be reduced in weight by the presence of the portions where the inward protrusions 12A and 12B and the outward protrusions 13A and 13B are not provided.
  • the portion has lower strength against the force in the Y direction than the portion where the inward protrusions 12A and 12B and the outward protrusions 13A and 13B exist. Therefore, the bumper stays 10A and 10B are easily crushed by the force in the Y direction while preventing the bumper stays 10A and 10B from penetrating the bumper beam 20. As a result, the collision energy absorbing ability of the bumper stays 10A and 10B can be improved.
  • the bumper stays 10A and 10B are provided with a mounting plate 16 for mounting the bumper reinforcement 1 on the vehicle body at the end on the rear side in the Y direction.
  • the bumper stays 10A and 10B have inward projections 12A and 12B and outward projections 13A and 13B in the vicinity of the contact portion with the bumper beam 20 and in the vicinity of the mounting plate 16, but in the other portions, the inward projections 12A and 12B are provided. 12B and outward projections 13A and 13B are not provided.
  • the inward projections 12A and 12B and the outward projections 13A and 13B have a protruding amount that decreases from the front side to the rear side in the Y direction when viewed from the Z direction.
  • the bumper stays 10 ⁇ / b> A and 10 ⁇ / b> B penetrate the bumper beam 20.
  • the bumper stays 10A and 10B have flat surfaces perpendicular to the Y direction at both ends.
  • the front inclined portion 21a of the bumper beam 20 is provided with a hole portion 27 having the same shape and concentric with the hole portion 26 of the rear inclined portion 22a.
  • the bumper stays 10A and 10B are inserted into the hole portion 26 of the rear inclined portion 22a of the bumper beam 20 and the hole portion 27 of the front inclined portion 21a.
  • the outer wall portion 11 of the bumper stays 10 ⁇ / b> A and 10 ⁇ / b> B is formed with a protruding portion 14 at the space portion 25 and the front side in the Y direction of the bumper beam 20.
  • the first structural members 30A and 30B have flat surfaces perpendicular to the Y direction at both ends.
  • the second structural member 40 is provided with a hole 47 having the same shape concentrically with the hole 46 of the rear inclined portion 42a in the front inclined portion 41a.
  • the first structural members 30A and 30B are inserted into the hole portions 46 of the rear inclined portion 42a of the second structural member 40 and then inserted into the hole portions 47 of the front inclined portion 41a.
  • the rubber 50 has flat surfaces perpendicular to the Y direction at both ends.
  • the pusher 60 is disposed with respect to both end portions of one first structural member 30A, 30B. That is, two pushers 60 are used for one first structural member 30A, 30B.
  • one pusher 60 is fixedly arranged, and the other pusher 60 is inserted from the end of the first structural members 30A and 30B.
  • the pusher 60 compresses the rubber 50 in the Y direction and expands it in the direction orthogonal to the compression direction, thereby expanding the outer wall portion 31 of the first structural members 30A and 30B.
  • the outer wall portion 31 of the first structural member 30A, 30B is caulked and joined to the two hole portions 46, 47 of the second structural member 40 by expansion. That is, in the present embodiment, one first structural member 30A, 30B is caulked and joined to the second structural member 40 in at least two places (two holes 46, 47).
  • the rubber 50 from which the compression by the pusher 60 is released and the compression force is removed is restored to its original shape by its own elastic force. Therefore, the rubber 50 can be easily removed from the first structural members 30A and 30B.
  • the through holes 26 and 27 when the holes 26 and 27 are formed in the bumper beam 20, the through holes can be formed.
  • the through-hole is easier to form from the viewpoint of processing than the half-stopped (half-through) hole.
  • the first structural members 30A and 30B penetrate the second structural member 40, and the rubber 50 can be inserted from both ends of the first structural members 30A and 30B, it is more convenient than the first embodiment. Improved. Further, since the caulking is performed at two places, the bonding strength is improved as compared with the other embodiments described above.
  • the inward projection, the outward projection, and the vertical projection may be formed separately from the bumper stay.
  • the cross-sectional shape of the bumper stay is not limited to a rectangle or a circle, and may be a polygon, for example.
  • two or more inward projections, outward projections, and vertical projections may be provided for one bumper stay.
  • the bumper beam is not limited to a steel material such as high tension steel, and may be made of, for example, an aluminum alloy. That is, both the bumper beam and the bumper stay may be made of an aluminum material.

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Abstract

車両用構造体１は、外周に突起１２，１３を有する管状の第１部材１０と、前記第１部材を挿入可能な孔部２６が形成された係止壁２２ａを有する管状の第２部材２０とを備え、前記第１部材は、前記第２部材の前記孔部への挿入部が拡管されて前記第２部材と接合されており、前記突起は、前記第２部材の前記係止壁に当接している。

Description

車両用構造体
　本開示は、車両用構造体に関する。
　自動車の軽量化及び安全性向上のために、ハイテンション鋼と呼ばれる低比重かつ高強度の金属が使用されている。ハイテンション鋼は、軽量化及び安全性向上に有効であるが、アルミニウム合金などのさらなる低比重材料と比較すると軽量化には限界がある。また、ハイテンション鋼を使用すると、高強度ゆえに、成形性の低下、成形荷重の上昇、寸法精度の低下、及び薄肉化に伴う剛性の低下のような問題が生じる。これらの問題を解決するために、近年、鋼よりも低比重であるアルミニウム合金の押出材、鋳造品、およびプレス成形品が車両部品に用いられている。このアルミニウム合金は、低比重であるので、軽量化には有効であるが、ハイテンション鋼と比べて、低強度であること、及びコストが高いことが課題である。そのため、ハイテンション鋼などの鋼製部品とアルミニウム合金部品と合わせて活用するマルチマテリアル化が進められつつある。
　マルチマテリアル化で問題となるのは鋼製部品とアルミニウム合金部品のような異種金属の接合である。例えば、特許文献１では、弾性体を利用することによりマルチマテリアル化における異種金属の接合を可能にする部材の接合方法が開示されている。詳細には、特許文献１の部材の接合方法では、鋼製部品の穴部にアルミパイプを挿通し、アルミパイプの内側にゴム（弾性体）を挿入し、ゴムを加圧することで変形させ、それによってアルミパイプを拡大変形させ、鋼製部品とアルミパイプとをかしめ接合している。
特開２０１６－１４７３０９号公報
　しかし、特許文献１の部材の接合方法では、溶接やボルト締結による接合と比較して、部材間の接合力が弱い。このため、アルミパイプの中心軸方向の力が加えられた際、鋼製部品とアルミパイプとの接合が外れ、アルミパイプが鋼製部品を突き抜けるおそれがある。例えば、車両のバンパーレインフォースメントにこの接合方法を適用すると、車両前方から強い衝突力が加えられた際、この突き抜けが起こる可能性が増す。
　本発明の実施形態は、こうした状況の下になされたものであって、その目的は、互いに接合された第１部材と第２部材を備える車両用構造体において、車両用構造体に対して、第１部材の軸方向の荷重が加えられた際に、第１部材が第２部材を突き抜けることを防止することである。
　本発明の実施形態に係る車両用構造体は、外周に突起を有する管状の第１部材と、前記第１部材を挿入可能な孔部が形成された係止壁を有する管状の第２部材とを備え、前記第１部材は、前記第２部材の前記孔部への挿入部が拡管されて前記第２部材と接合されており、前記突起は、前記第２部材の前記係止壁に当接している。
　この構成によれば、第１部材の軸方向の荷重が加えられた場合に、第２部材の係止壁に突起が当接することで、荷重の一部を支え、接合部に作用する荷重を軽減できる。このため、第１部材の軸方向の荷重に対する第１部材と第２部材の接合強度を向上でき、第１部材と第２部材の接合が外れることを防止できる。その結果、第１部材が第２部材を突き抜けることを防止できる。
　前記孔部は、前記第２部材の長手方向と交差する方向に前記係止壁を貫通し、前記突起は、前記長手方向に突出して設けられてもよい。
　この構成によれば、第２部材の長手方向の荷重が加えられた場合に、第２部材の係止壁に突起が当接することで、接合部にかかる荷重の一部を支え、接合部に作用する荷重を軽減できる。このため、第２部材の長手方向の荷重に対する第１部材と第２部材の接合強度を向上でき、第１部材と第２部材の接合が外れることを防止できる。その結果、第２部材の長手方向の力が加えられた際に、第１部材が第２部材に対して倒れることを防止できる。
　前記突起は、前記第１部材の軸方向に延在してもよい。
　前記突起の突出量は、前記突起の前記第１部材の軸方向に分布を有してもよい。
　この構成によれば、部分的に、突起の突出量を減少させ、又は突起を突出させないことで、軽量化が図れる。また、第１部材が第２部材を突き抜けることを防止しつつ、第１部材の軸方向の力に対する第１部材の圧壊強度を低下させることができ、車両用構造体の衝突エネルギ吸収能を向上できる。
　前記第１部材は車両用のバンパーステイであってもよく、前記第２部材は車両用のバンパービームであってもよい。
　前記第１部材及び前記第２部材は、アルミニウム材からなってもよい。
　ここで、アルミニウム材とは、純アルミニウム又はアルミニウム合金のことを指す。
　前記第１部材の材料は、前記第２部材の材料と異なっていてもよい。
　前記第１部材は、アルミニウム材からなってもよく、前記第２部材は鋼材からなってもよい。
　本発明の実施形態によれば、第１部材と第２部材を備える車両用構造体において、車両用構造体に対して、第１部材の長手方向の荷重が加えられた際に、第１部材が第２部材を突き抜けることを防止できる。
本発明の第１実施形態に係る車両用構造体の模式的な斜視図。 図１のII－II線に沿った断面図。 図２のIII－III線に沿った断面図。 第１実施形態に係る部材を接合する第１工程の図２と同様の断面図。 第１実施形態に係る部材を接合する第２工程の図２と同様の断面図。 第１実施形態に係る部材を接合する第３工程の図２と同様の断面図。 第１実施形態の第１変形例の図２と同様の断面図。 図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った断面図。 第１実施形態の第２変形例の図２と同様の断面図。 図９のＸ－Ｘ線に沿った断面図。 第１実施形態の第３変形例の図３と同様の断面図。 第１実施形態の第４変形例の図３と同様の断面図。 本発明に係る第２実施形態に係る車両用構造体の図２と同様の断面図。 図１３のＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿った断面図。 第２実施形態の変形例の図１３と同様の断面図。 第２実施形態の他の変形例の図１３と同様の断面図。 第３実施形態に係る車両用構造体の図２と同様の断面図。 第３実施形態に係る部材を接合する第１工程の図１７と同様の断面図。 第３実施形態に係る部材を接合する第２工程の図１７と同様の断面図。 第３実施形態に係る部材を接合する第３工程の図１７と同様の断面図。
（第１実施形態）
　図１から図３を参照して、本発明の第１実施形態に係る車両用構造体を説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向又は位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「横」、「前」、「後」、「側」、「端」を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。つまり、それらの用語は、添付図面に示される車両用構造体の姿勢における方向を示すものであり、必ずしも実際の使用状態における方向と一致するものでない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。
　以下の説明において、車両の車幅方向をＸ方向、車両の前後方向をＹ方向、車両の上下方向をＺ方向という。
　図１を参照すると、本実施形態に係るバンパーレインフォースメント（車両用構造体）１は、一対のバンパーステイ（第１部材）１０Ａ，１０Ｂと、１つのバンパービーム（第２部材）２０とを備えている。
　バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、Ｙ方向に延びる管状である。図２を併せて参照すると、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、図示しない車両骨格と機械的に接続される一端１０ａにおいて、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂの長手方向に対して垂直な平坦面を有している。また、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、バンパービーム２０と機械的に接続される他端１０ｂにおいて、バンパービーム２０の形状に適合するように切断されている。図３を併せて参照すると、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、Ｙ方向に対する垂直面（ＸＺ平面）において、外形が矩形の閉断面形状をなす外壁部１１を備える。外壁部１１は、Ｘ方向に延びる一対の水平壁１１ａと、一対の水平壁１１ａの端部同士を機械的に接続するように、Ｚ方向に延びる一対の垂直壁１１ｂとを有する。各バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、各バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂの外壁部１１の一対の垂直壁１１ｂのうち、他方のバンパーステイ１０Ｂ，１０Ａに対向する垂直壁１１ｂに内向突起１２Ａ，１２Ｂをそれぞれ備える。内向突起１２Ａ，１２Ｂは、垂直壁１１ｂのＺ方向の略中央部から車両の内側に向かって突出している。各バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、各バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂの外壁部１１の一対の垂直壁１１ｂのうち、他方のバンパーステイ１０Ｂ，１０Ａに対向しない垂直壁１１ｂに外向き突起１３Ａ，１３Ｂをそれぞれ備える。外向突起１３Ａ，１３Ｂは、垂直壁１１ｂのＺ方向の略中央部から車両の外側に向かって突出している。本実施形態に係る内向突起１２Ａ，１２Ｂ及び外向突起１３Ａ，１３Ｂは、外壁部１１の肉厚と概ね同程度の厚さを有しており、外壁部の肉厚の概ね２倍の突出量を有している。図２を参照すると、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、外壁部１１がバンパーステイ１０Ａ，１０Ｂの外側へ膨らんだ張出部１４を備える。このようなバンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、例えばアルミニウム合金からなる押し出し材であってもよい。
　図１及び図２を参照すると、バンパービーム２０は、Ｙ方向においてバンパーステイ１０の前方側に配置されている。バンパービーム２０は、ＸＺ平面に配置された前壁２１と、ＸＺ平面に配置され、前壁２１とＹ方向の後方側に離間して配置された後壁２２とを備える。前壁２１の両端部は、Ｚ方向から見て、車両の外側に向かって、Ｙ方向の後方側に傾斜している前方傾斜部２１ａをそれぞれ有する。後壁２２の両端部は、Ｚ方向から見て、車両の外側に向かって、Ｙ方向の後方側に傾斜している後方傾斜部（係止壁）２２ａをそれぞれ有する。バンパービーム２０は、Ｚ方向に対する垂直面（ＸＹ平面）に配置され、前壁２１の端部と後壁２２の端部とを機械的に接続する、上壁２３と下壁２４とを備える。すなわち、本実施形態に係るバンパービーム２０は、前壁２１、後壁２２、上壁２３、及び下壁２４で囲まれた空間部２５を備える、両端部が傾斜した管状である。各後方傾斜部２２ａには、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂの外壁部１１が挿入される孔部２６が形成されている。孔部２６は、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂの外壁部１１の外形と相似形の矩形状であり、外壁部１１の外形に比べて僅かに大きく形成されている。このようなバンパービーム２０は、例えばハイテンション鋼からなってもよい。
　図２を参照すると、バンパーステイ１０の張出部１４は、バンパービーム２０の空間部２５に位置しており、端部１４ａで孔部２６の全周に亘って当接している。
　バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂの内向突起１２Ａ，１２Ｂ及び外向突起１３Ａ，１３Ｂは、Ｙ方向の後方側から後壁２２の後方傾斜部２２ａに当接している。
　図４から図６を参照して、本実施形態のバンパーレインフォースメント１の形成方法を説明する。
　図４に示すように、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂの形成には、第１構造部材３０Ａ，３０Ｂがそれぞれ用いられ、バンパービーム２０の形成には、第２構造部材４０が用いられる。第１構造部材３０と第２構造部材４０との接合には、第１構造部材３０Ａ，３０Ｂの内部に挿入されたゴム５０（弾性体）と、ゴム５０を圧縮するための押子６０とを用いる。
　第１構造部材３０Ａ，３０Ｂは、ＸＺ平面において、外形が矩形の閉断面形状をなす外壁部３１を備える。外壁部３１は、Ｘ方向に延びる一対の水平壁（図示せず）と、一対の前記水平壁の端部同士を機械的に接続するように、Ｚ方向に延びる一対の垂直壁３１ｂを有する。各第１構造部材３０Ａ，３０Ｂは、各第１構造部材３０Ａ，３０Ｂの外壁部３１の一対の垂直壁３１ｂのうち、他方の第１構造部材３０Ｂ，３０Ａに対向する垂直壁３１ｂに内向突起３２Ａ，３２Ｂをそれぞれ備える。内向突起３２Ａ，３２Ｂは、垂直壁３１ｂのＺ方向の略中央部から車両の内側に向かって突出している。各第１構造部材３０Ａ，３０Ｂは、各第１構造部材３０Ａ，３０Ｂの外壁部３１の一対の垂直壁３１ｂのうち、他方の第１構造部材３０Ｂ，３０Ａに対向しない垂直壁３１ｂに外向き突起３３Ａ，３３Ｂをそれぞれ備える。外向突起３３Ａ，３３Ｂは、垂直壁３１ｂのＺ方向の略中央部から車両の外側に向かって突出している。
　第２構造部材４０は、ＸＺ平面に配置された前壁４１と、ＸＺ平面に配置され、前壁４１とＹ方向の後方側に離間して配置された後壁４２とを備える。前壁４１の両端部は、Ｚ方向から見て、車両の外側に向かって、Ｙ方向の後方側に傾斜している前方傾斜部４１ａをそれぞれ有する。後壁４２の両端部は、Ｚ方向から見て、車両の外側に向かって、Ｙ方向の後方側に傾斜している後方傾斜部４２ａをそれぞれ有する。第２構造部材４０は、ＸＹ平面に配置され、前壁４１の端部と後壁４２の端部とを機械的に接続する、図示しない上壁と下壁とを備える。すなわち、本実施形態に係る第２構造部材４０は、前壁４１、後壁４２、前記上壁、及び前記下壁で囲まれた空間部４５を備える両端部が傾斜した管状である。各後方傾斜部４２ａには、第１構造部材３０Ａ，３０Ｂの外壁部３１が挿入される孔部４６が形成されている。孔部４６は、第１構造部材３０Ａ，３０Ｂの外壁部３１の外形と相似形の矩形状であり、外壁部３１の外形に比べて僅かに大きく形成されている。
　ゴム５０は、Ｙ方向に延びる四角柱状である。ゴム５０の外形は、第１構造部材３０Ａ，３０Ｂに挿入できる程度に第１構造部材３０Ａ，３０Ｂの内形よりもわずかに小さく形成されている。ゴム５０の両端は、第２構造部材４０の形状に対応してゴム５０の長手方向に対して傾斜した平坦面を有する。ゴム５０の材質は、例えば、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、ＣＮＲゴム（クロロプレンゴム＋ニトリルゴム）、又はシリコンゴムのいずれかを用いることが好ましい。また、ゴム５０の硬度はショアＡで３０以上であることが好ましい。
　押子６０は、図示しないプレス装置等に取り付けられており、このプレス装置によって駆動されることでゴム５０をＹ方向に圧縮できる。押子６０は凸部６０ａを有している。凸部６０ａはゴム５０を押圧する部分である。凸部６０ａの端面である押圧面６０ｂは、ゴム５０の形状に対応してゴム５０の長手方向に対して傾斜した平坦面を有する。
　まず、図４に示すように、第１構造部材３０Ａ，３０Ｂを、内向突起３２Ａ，３２Ｂ及び外向突起３３Ａ，３３Ｂが第２構造部材４０の後壁４２の後方傾斜部４２ａと当接するまで、後方傾斜部４２ａに設けられた孔部４６に挿入する。そして、第１構造部材３０Ａ，３０Ｂの内部に、ゴム５０を挿入する。
　次に、図５に示すように、押子６０の凸部６０ａを第１構造部材３０Ａ，３０Ｂ内に挿入し、ゴム５０をＹ方向に圧縮して圧縮方向に直交する方向に膨出させ、それによって第１構造部材３０Ａ，３０Ｂを拡管する。第１構造部材３０Ａ，３０Ｂは、この拡管によって、第２構造部材４０にかしめ接合されている。第２構造部材４０の内部空間４５において第１構造部材３０Ａ，３０Ｂは、張出部３４が形成されている。張出部３４の端部３４ａは、第２構造部材４０の孔部４６によって変形が抑制されている。第１構造部材３０Ａ，３０Ｂの外壁部３１は、内向突起３２Ａ，３２Ｂ及び外向突起３３Ａ，３３Ｂを有する部分において、内向突起３２Ａ，３２Ｂ及び外向突起３３Ａ，３３Ｂによって変形が抑制されている。
　かしめ接合後、図６に示すように、押子６０による圧縮を解除する。圧縮力が除去されたゴム５０は、自身の弾性力により元の形状に復元する。そのため、容易に第１構造部材３０Ａ，３０Ｂからゴム５０を取り除くことができる。
　本実施形態のバンパーレインフォースメント１は、以下の特徴を有する。
　内向突起１２Ａ，１２Ｂ及び外向突起１３Ａ，１３Ｂの端面は、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂの端面から一段下がった位置に設けられている。そのため、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂの外壁部１１をバンパービーム２０の孔部２６に挿入した際、内向突起１２Ａ，１２Ｂ及び外向突起１３Ａ，１３Ｂは共に挿入されず、Ｙ方向の後方側から後方傾斜部２２ａと当接できる。したがって、内向突起１２Ａ，１２Ｂ及び外向突起１３Ａ，１３Ｂは、バンパーレインフォースメント１にＹ方向の前方側からの力（図２破線矢印Ｆ１参照）が加えられた際に、後方傾斜部２２ａに当接することで、力の一部を支えることができ、接合部に作用する力を軽減できる。このため、Ｙ方向の力に対するバンパーステイ１０Ａ，１０Ｂとバンパービーム２０の接合強度を向上でき、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂとバンパービーム２０の接合が外れることを防止できる。その結果、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂがバンパービーム２０を突き抜けることを防止できる。
　また、内向突起１２Ａ，１２Ｂ及び外向突起１３Ａ，１３Ｂは、バンパーレインフォースメント１にＸ方向の力が加えられた際に、後方傾斜部２２ａに当接することで、力の一部を支えることができ、接合部に作用する力を軽減できる。例えば、図２において左側の前方傾斜部２１ａへのオフセット衝突によって、Ｘ方向の力（破線矢印Ｆ２参照）が加えられた際に、外向突起１３Ａと内向突起１２Ｂが後方傾斜部２２ａに当接することで力の一部を支えることができ、接合部に作用する力を軽減できる。同様に、図２において右側の前方傾斜部２１ａへのオフセット衝突によって、Ｘ方向の力（破線矢印Ｆ３参照）が加えられた際に、内向突起１２Ａと外向突起１３Ｂが後方傾斜部２２ａに当接することで力の一部を支えることができ、接合部に作用する力を軽減できる。このため、Ｘ方向の力に対するバンパーステイ１０Ａ，１０Ｂとバンパービーム２０の接合強度を向上でき、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂとバンパービーム２０の接合が外れることを防止できる。その結果、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂとバンパービーム２０がＸ方向に倒れることを防止できる。
　さらに、本実施形態によれば、バンパーレインフォースメント１にＹ方向の衝突力が加えられた際、前述のようにバンパーステイ１０Ａ，１０Ｂがバンパービーム２０を突き抜けることを防止できるため、衝突の際にバンパーステイ１０Ａ，１０Ｂが圧壊する。バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂが圧壊すると、衝突のエネルギが吸収されるため、キャビンに到達する前に衝突力を分散し、運転手を安全に保護できる。また、バンパーレインフォースメント１にＸ方向の衝突力が加えられた際、前述のようにバンパーステイ１０Ａ，１０Ｂとバンパービーム２０が倒れる（横倒れする）ことを防止できるため、バンパーレインフォースメント１の衝突エネルギ吸収能を維持できる。なお、本発明の適用対象としてバンパーレインフォースメント１を上記のように例示したがバンパーレインフォースメント１以外にも拡管接合を伴う車両用構造体であれば本発明は適用可能である。
　以下、図７から図１２を参照して、本実施形態に係るバンパーレインフォースメント１の変形例について説明する。
　図７及び図８に示す第１変形例では、各バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、内向突起１２Ａ，１２Ｂをそれぞれ備える。各バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、各バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂの外壁部１１の一対の垂直壁１１ｂのうち、内向突起１２Ａ，１２Ｂが設けられていない垂直壁１１ｂにおいて、張出部１４が形成されている。
内向突起１２Ａ，１２Ｂは、バンパーレインフォースメント１にＸ方向の力が加えられた際に、後方傾斜部２２ａに当接することで、力の一部を支えることができ、接合部に作用する力を軽減できる。例えば、図７において左側の前方傾斜部２１ａへのオフセット衝突によって、Ｘ方向の力（破線矢印Ｆ２参照）が加えられた際に、内向突起１２Ｂが後方傾斜部２２ａに当接することで力の一部を支えることができ、接合部に作用する力を軽減できる。同様に、図７において右側の前方傾斜部２１ａへのオフセット衝突によって、Ｘ方向の力（破線矢印Ｆ３参照）が加えられた際に、内向突起１２Ａが後方傾斜部２２ａに当接することで力の一部を支えることができ、接合部に作用する力を軽減できる。このため、Ｘ方向の力に対するバンパーステイ１０Ａ，１０Ｂとバンパービーム２０の接合強度を向上でき、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂとバンパービーム２０の接合が外れることを防止できる。その結果、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂとバンパービーム２０がＸ方向に倒れることを防止できる。
　図９及び図１０に示す第２変形例では、各バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、外向突起１３Ａ，１３Ｂをそれぞれ備える。各バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、各バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂの外壁部１１の一対の垂直壁１１ｂのうち、外向突起１３Ａ，１３Ｂが設けられていない垂直壁１１ｂにおいて、張出部１４が形成されている。
　外向突起１３Ａ，１３Ｂは、バンパーレインフォースメント１にＸ方向の力が加えられた際に、後方傾斜部２２ａに当接することで、力の一部を支えることができ、接合部に作用する力を軽減できる。例えば、図９において左側の前方傾斜部２１ａへのオフセット衝突によって、Ｘ方向の力（破線矢印Ｆ２参照）が加えられた際に、外向突起１３Ａが後方傾斜部２２ａに当接することで力の一部を支えることができ、接合部に作用する力を軽減できる。同様に、図９において右側の前方傾斜部２１ａへのオフセット衝突によって、Ｘ方向の力（破線矢印Ｆ３参照）が加えられた際に、外向突起１３Ｂが後方傾斜部２２ａに当接することで力の一部を支えることができ、接合部に作用する力を軽減できる。このため、Ｘ方向の力に対するバンパーステイ１０Ａ，１０Ｂとバンパービーム２０の接合強度を向上でき、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂとバンパービーム２０の接合が外れることを防止できる。その結果、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂとバンパービーム２０がＸ方向に倒れることを防止できる。
　図１１に示す第３変形例では、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、一対の垂直突起１５を備える。垂直突起１５は、一対の水平壁１１ａのＸ方向の略中央部からＺ方向に突出するように設けられている。
　図１２に示す第４変形例では、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、ＸＺ平面に対して、外形が円形の閉断面形状をなす外壁部１１を備える。外壁部１１は、Ｙ方向に延びる軸心Ｃ１を有する。バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、軸心Ｃ１よりも車両の内側にある外壁部１１から車両の内側に向かって突出する内向突起１２Ａ，１２Ｂをそれぞれ備える。バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、軸心Ｃ１よりも車両の外側にある外壁部１１から車両の外側に向かって突出する外向突起１３Ａ，１３Ｂをそれぞれ備える。内向突起１２Ａ，１２Ｂ、外向突起１３Ａ，１３Ｂ、及び軸心Ｃ１は、Ｚ方向の同じ位置に配置されている。
　以下に説明する第２実施形態及び第３実施形態では、第１実施形態と同一ないし同様の要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。さらに、これらの実施形態では、特に言及する点を除いて、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
　（第２実施形態）
　図１３及び図１４を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。
　図１３及び図１４を参照すると、本実施形態のバンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、内向突起１２Ａ，１２Ｂ及び外向突起１３Ａ，１３Ｂを有する。本実施形態に係る内向突起１２Ａ，１２Ｂ及び外向突起１３Ａ，１３Ｂの突出量は、Ｙ方向に分布を有している。具体的には、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、Ｙ方向において、バンパービーム２０との当接部の近傍では、内向突起１２Ａ，１２Ｂ及び外向突起１３Ａ，１３Ｂを有するが、それ以外の部分では、内向突起１２Ａ，１２Ｂ及び外向突起１３Ａ，１３Ｂを有しない。
　本実施形態によれば、内向突起１２Ａ，１２Ｂ及び外向突起１３Ａ，１３Ｂが設けられていない部分が存在することで、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂを軽量化できる。当該部分は、内向突起１２Ａ，１２Ｂ及び外向突起１３Ａ，１３Ｂが存在する部分に比べて、Ｙ方向の力に対する強度が低い。このため、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂがバンパービーム２０を突き抜けることを防止しつつ、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、Ｙ方向の力に対して圧壊しやすくなる。その結果、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂの衝突エネルギ吸収能を向上できる。
　以下、図１５及び図１６を参照して本実施形態の変形例について説明する。
　図１５に示す変形例では、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、Ｙ方向の後方側の端部において、バンパーレインフォースメント１を車体に取り付けるための取り付けプレート１６を備えている。バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、バンパービーム２０との当接部の近傍及び取り付けプレート１６の近傍では、内向突起１２Ａ，１２Ｂ及び外向突起１３Ａ，１３Ｂを有するが、それ以外の部分では、内向突起１２Ａ，１２Ｂ及び外向突起１３Ａ，１３Ｂを有しない。
　図１６に示す変形例では、内向突起１２Ａ，１２Ｂ及び外向突起１３Ａ，１３Ｂは、Ｚ方向から見て、Ｙ方向の前方側から後方側に向かって、突出量が減少している。
（第３実施形態）
　図１７を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。
　図１７を参照すると、バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、バンパービーム２０を貫通している。バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、両端で、Ｙ方向に垂直な平坦面を有している。バンパービーム２０の前方傾斜部２１ａには、後方傾斜部２２ａの孔部２６と同心に同形状の孔部２７が設けられている。バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂは、バンパービーム２０の後方傾斜部２２ａの孔部２６と、前方傾斜部２１ａの孔部２７とに挿入されている。バンパーステイ１０Ａ，１０Ｂの外壁部１１は、空間部２５と、バンパービーム２０のＹ方向の前方側とにおいて、張出部１４が形成されている。
　以下、図１８から図２０を参照して、本実施形態に係るバンパーレインフォースメント１の形成方法について説明する。
　図１８を参照すると、第１構造部材３０Ａ，３０Ｂは、両端で、Ｙ方向に垂直な平坦面を有している。第２構造部材４０は、前方傾斜部４１ａに、後方傾斜部４２ａの孔部４６と同心に同形状の孔部４７が設けられている。第１構造部材３０Ａ，３０Ｂは、第２構造部材４０の後方傾斜部４２ａの孔部４６に挿入された後に、前方傾斜部４１ａの孔部４７に挿入されている。ゴム５０は、両端で、Ｙ方向に垂直な平坦面を有している。押子６０は、１つの第１構造部材３０Ａ，３０Ｂの両端部に対して配置されている。すなわち、１つの第１構造部材３０Ａ，３０Ｂに対して２つの押子６０を使用する。
　図１９に示すように、かしめ接合する際、本実施形態では、一方の押子６０を固定して配置し、他方の押子６０を第１構造部材３０Ａ，３０Ｂの端部から挿入する。そして、押子６０によって、ゴム５０をＹ方向に圧縮して圧縮方向と直交する方向に膨張させ、それによって第１構造部材３０Ａ，３０Ｂの外壁部３１を拡管する。第１構造部材３０Ａ，３０Ｂの外壁部３１は、拡管により、第２構造部材４０の２つの孔部４６，４７とかしめ接合される。即ち、本実施形態では、１つの第１構造部材３０Ａ，３０Ｂが少なくとも２箇所（２つの孔部４６，４７）で第２構造部材４０とかしめ接合される。
　図２０に示すように、かしめ接合後、押子６０による圧縮を解除し、圧縮力が除去されたゴム５０は、自身の弾性力により元の形状に復元する。そのため、容易に第１構造部材３０Ａ，３０Ｂからゴム５０を取り除くことができる。
　本実施形態によれば、バンパービーム２０に孔部２６，２７を形成する際に、貫通孔を形成できる。貫通孔は、中途止め（半貫通）の穴に比べて、加工の観点から形成しやすい。また、第１構造部材３０Ａ，３０Ｂが第２構造部材４０を貫通しており、第１構造部材３０Ａ，３０Ｂの両端部のいずれからもゴム５０を挿入できるため、第１実施形態に比べて利便性が向上している。また、２箇所でかしめ接合しているため、前述した他の実施形態に比べて接合強度が向上している。
　以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、本発明は特定の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本発明の要旨の範囲において、種々の変更が可能である。
　例えば、内向突起、外向突起、及び垂直突起は、バンパーステイと別体に形成されてもよい。
　バンパーステイの断面形状は、矩形又は円形に限定されるものでなく、例えば、多角形であってもよい。
　また、１つのバンパーステイについて、２つ以上の内向突起、外向突起、及び垂直突起を設けてもよい。
　バンパービームは、ハイテンション鋼のような鋼材に限定されるものでなく、例えば、アルミニウム合金からなってもよい。すなわち、バンパービームとバンパーステイは、共にアルミニウム材からなってもよい。
　　１　バンパーレインフォースメント（車両用構造体）
　　１０Ａ，１０Ｂ　バンパーステイ（第１部材）
　　１１　外壁部
　　１１ａ　水平壁
　　１１ｂ　垂直壁
　　１２Ａ，１２Ｂ　内向突起
　　１３Ａ，１３Ｂ　外向突起
　　１４　張出部
　　１５　垂直突起
　　１６　取り付けプレート
　　２０　バンパービーム（第２部材）
　　２１　前壁
　　２１ａ　前方傾斜部
　　２２　後壁
　　２２ａ　後方傾斜部（係止壁）
　　２３　上壁
　　２４　下壁
　　２５　空間部
　　２６　孔部
　　２７　孔部
　　３０Ａ，３０Ｂ　第１構造部材
　　３１ｂ　垂直壁
　　３２Ａ，３２Ｂ　内向突起
　　３３Ａ，３３Ｂ　外向突起
　　３４　張出部
　　４０　第２構造部材
　　４１　前壁
　　４１ａ　前方傾斜部
　　４２　後壁
　　４２ａ　後方傾斜部
　　４３　上壁
　　４４　下壁
　　４５　空間部
　　４６　孔部
　　４７　孔部
　　５０　ゴム（弾性体）
　　６０　押子
　　６０ａ　凸部
　　６０ｂ　押圧面

Claims (8)

  1. 　外周に突起を有する管状の第１部材と、
    　前記第１部材を挿入可能な孔部が形成された係止壁を有する管状の第２部材と
    　を備え、
    　前記第１部材は、前記第２部材の前記孔部への挿入部が拡管されて前記第２部材と接合されており、
    　前記突起は、前記第２部材の前記係止壁に当接している、車両用構造体。
  2. 　前記孔部は、前記第２部材の長手方向と交差する方向に前記係止壁を貫通し、
    　前記突起は、前記長手方向に突出して設けられている、請求項１に記載の車両用構造体。
  3. 　前記突起は、前記第１部材の軸方向に延在している、請求項１又は請求項２に記載の車両用構造体。
  4. 　前記突起の突出量は、前記突起の前記第１部材の軸方向に分布を有する、請求項３に記載の車両用構造体。
  5. 　前記第１部材は車両用のバンパーステイであり、前記第２部材は車両用のバンパービームである、請求項１又は請求項２に記載の車両用構造体。
  6. 　前記第１部材及び前記第２部材は、アルミニウム材からなる、請求項１又は請求項２に記載の車両用構造体。
  7. 　前記第１部材の材料は、前記第２部材の材料と異なる、請求項１又は請求項２に記載の車両用構造体。
  8. 　前記第１部材は、アルミニウム材からなり、前記第２部材は鋼材からなる、請求項７に記載の車両用構造体。
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