CN104094011B - 能量吸收构件及其制造方法、以及矩形剖面构件和多边形剖面构件的电磁胀管方法 - Google Patents

能量吸收构件及其制造方法、以及矩形剖面构件和多边形剖面构件的电磁胀管方法 Download PDF

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Abstract

在利用电磁成形将由筒状的铝合金挤压材料构成的托架坯料的端部扩开而形成凸缘部，从而制造保险杠托架的情况下，能够在不发生破裂、壁厚减少的情况下增大凸缘宽度。使用具有沿着周向呈波状起伏的周壁(8)的托架坯料(7)。托架坯料(7)的沿着周向的周壁的外周的周长L(沿着波状的起伏环绕一圈时的总长度)比相同外径(最小外切圆(9)的直径)的仅圆筒形的周壁的周长L0长(L＞L0)。将L－L0称作剩余线长。由于托架坯料(7)的周壁(8)具有该剩余线长，因而在将周壁(8)的端部扩开而成形凸缘部时，能够形成大径的凸缘部。

Description

能量吸收构件及其制造方法、以及矩形剖面构件和多边形剖面构件的电磁 胀管方法
技术领域
本发明涉及用于在汽车发生碰撞时吸收碰撞能量的保险杠托架(bumper stay)等能量吸收构件及其制造方法、以及矩形剖面构件和多边形剖面构件的电磁胀管方法。
背景技术
近年来，与轿车的碰撞、行人保护相关的基准加强，另一方面也要求油耗、运动性能的提高，还要求保险杠加强件(bumper reinforcement)的强度增高、保险杠托架(碰撞吸能盒)的能量吸收效率的提高以及进一步轻型化、或者行人保护部件(参照专利文献1)的能量吸收效率的提高等。另外，卡车出于防止轿车钻入的目的也强化了前方以及后方的底部保护装置(under protector)(参照专利文献2)的碰撞强度基准，但由于装载重量的增大，因此要求钻撞防护装置(under-run protector)、钻撞防护装置托架的能量吸收效率的提高以及轻型化。
众所周知，出于能量吸收效率的提高与轻型化、以及部件数量的减少、接合方法简化等的目的，利用电磁成形在筒状的铝合金挤压材料(或者将铝合金板弯曲成形为筒状而成的材料)的一方或者两方的端部处成形有凸缘的纵向压坏的保险杠托架(参照专利文献3～8)。
虽然与保险杠托架在碰撞时应吸收的规定的能量吸收量对应地确定该铝合金挤压材料等的直径以及壁厚，通过基于电磁成形的胀管而对凸缘部的材料进行拉伸，因此若胀管率(胀管后的周长/原周长)大，则在凸缘部的外周部产生裂缝或者发生壁厚减少，因此能够利用电磁成形来成形的凸缘宽度存在极限。
详细来说，在保险杠托架等能量吸收构件这样的各种部件的成形中应用以下电磁成形方法：将由铝合金等构成的金属制筒状坯料配置在内周面为圆形或者多边形剖面的模具的内部，将电磁成形用线圈插入到所述金属制筒状坯料的内侧，保持该状态，在此基础上使大电流在电磁成形用线圈中流动，利用电磁感应现象在所述金属制筒状坯料中引起感应电流，产生基于弗莱明左手法则的电磁力，将所述金属制筒状坯料胀管成形为沿着所述模具的内周面或者/以及端面的剖面形状。
例如，在专利文献8中记载有通过将铝合金制筒状坯料的端部扩开而成形有带凸缘的保险杠托架。在专利文献9记载有将铝合金制筒状坯料的前方部分插入到形成于保险杠加强件的贯通孔，利用模具包围后方部分的周围，对所述铝合金制筒状坯料的全长进行胀管成形并铆接连结于保险杠加强件。在专利文献4中记载有在利用第一次胀管成形将铝合金制筒状坯料的后方部分成形为大直径的同时在后端处成形有凸缘，在第二次胀管成形中，将前半部插入到形成于保险杠加强件的贯通孔之后进行胀管成形并铆接连结于保险杠加强件。另外，在专利文献10中记载有将圆形剖面的铝合金制筒状坯料胀管成形为多边形等异形剖面。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011－105183号公报
专利文献2：日本特开2008－273271号公报
专利文献3：日本特开2010－116129号公报
专利文献4：日本特开2010－69927号公报
专利文献5：日本特开2006－305587号公报
专利文献6：日本特开2005－152920号公报
专利文献7：日本特开2005－7475号公报
专利文献8：日本特开2004－189062号公报
专利文献9：日本特开2004－237818号公报
专利文献10：日本特开平6－31226号公报
发明概要
发明要解决的课题
在筒状的铝合金挤压材料等中，能够成形的凸缘宽度的极限值通常是坯料直径的20～30％，在坯料直径小的情况下，存在无法确保螺栓连结所需的凸缘宽度的问题。另外，在保险杠托架与侧梁之间的连结中，即使能够在保险杠托架侧确保螺栓连结所需的凸缘宽度自身，有时也无法将保险杠托架与侧梁的螺栓连结位置的一部分或者全部设定在保险杠托架的能够成形的凸缘宽度的范围内。
作为解决所述问题点的方法，虽利用电磁成形将其他部件(凸缘)铆接连结于筒端(参照专利文献6)并利用电弧焊接进行接合，但存在部件数量、加工工时增加且保险杠托架的重量、成本增大这样的问题。另外，虽也考虑减少螺栓的安装数量或减小螺栓直径来作为对策，但在该情况下产生无法确保足够的紧固强度这样的问题。
发明内容
本发明是鉴于现有技术的所述问题点而完成的，其第一目的在于，在利用电磁成形等加工手段将筒状的铝合金挤压材料等的端部扩开并形成凸缘部从而制造保险杠托架等能量吸收构件的情况下，能够增大凸缘宽度，且不会如以往那样发生的破裂、壁厚减少的情况。
另外，在基于电磁成形的胀管中，电磁成形用线圈一般使用将中空四边形剖面的导体以相同直径卷绕成螺旋状而得到的圆剖面线圈。这是因为，圆剖面线圈容易成形，并且围绕导体的绝缘树脂层即使反复施加电磁成形时的斥力也不易破损。另外，由于电磁成形力与铝合金坯料和电磁成形线圈之间的距离的立方成反比例，因此铝合金坯料同样地使用圆形剖面的坯料，使得铝合金坯料与电磁成形用线圈之间的缝隙极小。
使用这样的电磁成形用线圈和铝合金坯料，如专利文献8所示，例如若对四边形剖面构件进行电磁成形，由于电磁成形力的制约、电磁成形用线圈的耐老化性以及材料的拉伸极限等，存在无法将四边形剖面构件的角部的R(半径)成形得较小的问题。对于这一点，参照图34～36进行说明。
首先，在图34(a)中，将圆筒状的铝合金坯料201配置在内周面具有四边形剖面(在该例中为正四边形)的模具203的内部，并且在铝合金坯料201的内部配置有圆形剖面的电磁成形用线圈202。模具203的角部203a的内周面的R与目标的四边形剖面构件的剖面形状相应地形成为比较小。
在图34(a)的状态下，向电磁成形用线圈202通电，对铝合金坯料201进行胀管成形。此时，若铝合金坯料201变形(胀管)直至到达模具203的内周面的角部203a，则成形后的四边形剖面构件形成为图34(b)的双点划线所示的目标剖面形状205。但是，一般难以成形为该目标剖面形状205这样的角R较小的四边形剖面构件，如图34(b)的实线所示，实际上成形的四边形剖面构件204的角部204a的R比目标剖面形状205(沿着模具203的内周面的形状)的角部205a的R大。换句话说，铝合金坯料201不会变形(胀管)至到达模具203的内周面的角部203a的程度。
假设在该胀管成形中向电磁成形用线圈202输入的电能大，在铝合金坯料201处产生足够大的电磁成形力的情况下，铝合金坯料201变形(胀管)直至到达模具203的角部203a的内周面，其结果是，能够成形角部的R较小的四边形剖面构件。但是，若投入的电能大，则电磁成形用线圈202的耐老化性降低。另外，在模具203的角部203a附近，铝合金坯料201的周长的变化(材料的拉伸)增大，还会发生四边形剖面构件的壁厚在角部局部减少甚至断裂的情况。因此，在使用当前的电磁成形用线圈与铝合金坯料在现实中电磁成形四边形剖面构件的情况下，如图34(b)所示，一般难以与目标一致地将角部204a的R成形为较小。
接下来，在图35中，将圆筒状的铝合金坯料211配置在模具213的内部，并且在铝合金坯料211的内部配置圆形剖面的电磁成形用线圈212，在该状态下向电磁成形用线圈212通电，对铝合金坯料211进行胀管成形。模具213的内周面为四边形剖面(在该例中为正四边形)，沿着长度方向具有大剖面部213A与小剖面部213B，在两者之间形成有台阶部213C。如图36所示，利用该电磁成形而成形由大剖面部214A、小剖面部214B以及两者之间的台阶部214C构成的四边形剖面构件(保险杠托架)214。
在该例中，由于电磁成形力的制约、电磁成形用线圈的耐老化性以及材料的拉伸极限，也无法获得目标剖面形状(沿着模具213的内周面的形状)，实际上成形的四边形剖面构件214的大剖面部214A、小剖面部214B以及台阶部214C的所有角部的R比所述目标剖面形状的角部的R大。
如图36所示，保险杠托架214的小剖面部214B插入到双点划线所示的侧梁215的剖面内，台阶部214C抵接于侧梁215的顶端的凸缘215A，小剖面部214B与侧梁215被螺栓连结，由此保险杠托架214被固定于侧梁215。碰撞时施加于保险杠托架214的负载从保险杠托架214的大剖面部214A经由凸缘215A传递至侧梁215。这里，侧梁的角部的R一般较小，具有棱线部明确的四边形～八边形的多边形剖面，同样地，该侧梁215的角部215a的R较小，具有棱线部明确的正四边形剖面。
因此，如图36(a)所示，保险杠托架214的大剖面部214A与侧梁215沿轴向观察时在剖面的角部214a、215a处不一致。因此，无法将保险杠托架214的碰撞负载从大径部214A的角部214a传递至侧梁215的角部215a，其结果是，保险杠托架214的变形形态变得不稳定，或者伴随变形而产生的负载变动增大，产生无法确保规定的能量吸收性能的问题。
本发明是鉴于以往的电磁成形方法的所述问题点而完成的，其第二目的在于，在利用电磁成形对具有筒状的周壁的铝合金坯料进行胀管而成形多边形剖面的部件的情况下，能够将剖面的角部的R成形为更小。
用于解决课题的手段
本发明的能量吸收构件通过对具有沿着周向呈波状起伏的周壁且该周壁的外周的周长当量圆直径大于最小外切圆直径的筒状的金属制型材进行成形而成，其特征在于，该能量吸收构件包括：轴部，其具有沿着周向呈波状起伏的筒状的周壁；以及凸缘部，其通过使所述金属制型材的端部周壁的整周扩开而形成。
在本发明中，金属制型材表示沿着长边方向实际上具有相同剖面的金属制部件。筒状的金属制型材除了筒状的挤压材料之外还包含将板材成形为筒状而得到的材料，其中尤其优选铝合金挤压材料。
另外，呈波状起伏表示凹凸沿着周向重复的形态。该波形例如可以是正弦波状、三角波状、齿轮状或者它们的组合等各种形态。
周壁的外周的周长当量圆直径大于最小外切圆直径是指，沿着周向的周壁的外周的周长(沿着波状的起伏环绕一圈时的总长度)长于相同外径(最小外切圆直径)的仅圆筒形的周壁的周长。
所述能量吸收构件以具有沿着周向呈波状起伏的周壁且该周壁的外周的周长当量圆直径大于最小外切圆直径的筒状的金属制型材作为坯料，能够通过利用塑性加工将该金属制型材的端部周壁的整周扩开并形成凸缘部来制造。能够利用电磁成形进行所述塑性加工的全部或者一部分。
能量吸收构件的相当于轴部的位置能够实际上不进行胀管，几乎原样维持原来的金属制型材的剖面形状，但本发明还包含在进行凸缘部的成形的同时以适当的胀管率进行胀管的情况。在后者的情况下，不需要轴部的周壁以与作为坯料的金属制型材的周壁相同的形态呈波状起伏。例如，在金属制型材的周壁的波状的起伏具有正弦波状的形态的情况下，也能够利用胀管将轴部的周壁的波形形状改变为三角波状的形态。
本发明的矩形剖面构件的电磁成形方法对将具有筒状的周壁的金属制筒状坯料配置在内周面具有长宽比为1：1.2以上的大致矩形剖面的模具的内部，并且将导体卷成螺旋状而得到的圆柱状的电磁成形用线圈配置在所述金属制筒状坯料的内部，在该状态下向所述电磁成形用线圈通电，将所述金属制筒状坯料胀管成形为沿着所述模具的内周面的剖面形状的矩形剖面构件的电磁成形方法进行了改进，其特征在于，特别是金属制筒状坯料的剖面形状以及金属制筒状坯料在模具内的配置方式。
具体来说，所述金属制筒状坯料的周壁的剖面包括大致沿着所述电磁成形用线圈的外周的曲率对置配置的两处凸弯曲区域、对置配置的两处大致直线区域、以及连接所述凸弯曲区域与大致直线区域的四处凹凸区域，所述凹凸区域包括与所述凸弯曲区域相连的凹部和与所述大致直线区域相连的凸部，所述凸弯曲区域以与所述模具的剖面的长边侧对置的方式配置，所述大致直线区域以与所述模具的剖面的短边侧对置的方式配置。
在所述电磁成形方法中，能够在对所述金属坯料进行胀管成形的同时，将所述金属坯料的一个或者两个端部向外扩开而成形凸缘。
在所述电磁成形方法中，所述矩形剖面构件例如是在沿轴向承受压缩的负载时发生压坏变形从而吸收能量的能量吸收构件。在所述矩形剖面构件是这样的能量吸收构件的情况下，能够在对所述金属制筒状坯料进行胀管成形的同时，在周壁形成向内凹陷的多个碰撞筋(鼓出量相对较少的部分成为凹陷)。该能量吸收构件尤其适合使用于汽车。
在所述电磁成形方法中，所述矩形剖面构件例如是汽车的保险杠托架(所述能量吸收构件的一种)。
在所述电磁成形方法中，利用电磁成形对所述金属制筒状坯料进行胀管，能够在成形矩形剖面的保险杠托架的同时将其铆接接合于保险杠加强件。在该情况下，在保险杠加强件形成在前后方向上贯通的孔，向所述孔插入所述金属制筒状坯料的一部分，利用所述模具包围所述金属制筒状坯料的从所述孔向后方侧突出的部分而进行电磁成形。需要说明的是，关于保险杠托架，在提及前后方向的情况下，碰撞面侧是前，车身侧(侧梁侧)是后。
优选所述金属制筒状坯料沿着长边方向实际上具有相同的剖面，除了挤压材料之外还包含将板材成形为筒状而得到的材料。金属制筒状坯料的材质例如由铝合金构成。
本发明的多边形剖面构件的电磁成型方法对将具有筒状的周壁的铝合金坯料配置在内周面具有多边形剖面的模具的内部并且将电磁成形用线圈配置在所述铝合金坯料的内部，在该状态下向所述电磁成形用线圈通电，从而将所述铝合金坯料胀管成形为沿着所述模具的内周面的剖面形状的多边形剖面构件的电磁成形方法进行了改进，特别是，其特征在于铝合金坯料的剖面形状以及铝合金坯料在模具内的配置方式。具体而言，所述铝合金坯料的周壁的剖面包括沿着大致圆形的基本剖面的周向的多个圆弧状区域以及被所述圆弧状区域夹持的多个凹凸区域，在所述凹凸区域中，周壁偏离所述基本剖面向内或者/以及向外突出，各凹凸区域的周壁的周长比该区域沿着所述基本剖面的周向形成为圆弧状的情况长。所述凹凸区域全部以与所述模具的角部对置的方式配置。这里，所述大致圆形的基本剖面表示连结所述圆弧状区域而获得的假想剖面。
在所述电磁成形方法中，优选电磁成形用线圈是将导体卷成螺旋状而得到的圆剖面线圈。
在所述电磁成形方法中，能够在对所述铝合金坯料进行胀管成形的同时，将所述铝合金坯料的一个或者两个端部向外扩开而成形凸缘。
在所述电磁成形方法中，所述多边形剖面构件例如是在沿轴向承受压缩的负载时发生压坏变形从而吸收能量的能量吸收构件。在该情况下，能够在对所述铝合金坯料进行胀管成形的同时，在周壁形成向内凹陷的多个碰撞筋(因鼓出量相对较少而形成凹陷)。该能量吸收构件尤其适合使用于汽车。
在所述电磁成形方法的基础上，所述多边形剖面构件例如是汽车的保险杠托架(所述能量吸收构件的一种)。
在所述电磁成形方法的基础上，利用电磁成形对所述铝合金坯料进行胀管，能够在成形多边形剖面的保险杠托架的同时使其铆接接合于保险杠加强件。在该情况下，在保险杠加强件形成在前后方向上贯通的孔，向所述孔插入所述铝合金坯料的一部分，利用所述模具包围所述铝合金坯料的从所述孔向后方侧突出的部分而进行电磁成形。需要说明的是，关于保险杠托架，在提及前后方向的情况下，碰撞面侧是前，车身侧(侧梁侧)是后。
优选所述铝合金坯料沿着长边方向实际上具有相同的剖面，除了挤压材料之外也包括将板材成形为筒状而得到的材料。
发明的效果
根据本发明的能量吸收构件，金属制型材的筒状的周壁的周长形成为比一般的圆形剖面的周壁的周长要长。在本发明中，将该情况称作周壁具有剩余线长。对于本发明的金属制型材，由于周壁具有剩余线长，因此在将周壁的端部扩开并成形凸缘部时，即使以与以往的圆形剖面的金属制型材相同的胀管率(胀管后的周长/原周长)来成形凸缘部，也能够成形出大径的凸缘部、即凸缘宽度大的凸缘部。由此，能够与此前一直无法进行螺栓连结的相对侧材料进行螺栓连结，或者，螺栓连结位置的设定的自由度增加。
另外，由于能量吸收构件的轴部的周壁沿着周向呈波状起伏，因此在沿轴向观察时，在轴部的周壁形成有多条与轴向平行的同种棱线，这能够抑制碰撞时的压弯变形，因此能够增大平均负载以及能量吸收量。
对于本发明的铝合金多边形剖面构件，所述凹凸区域的周壁的周长形成为比该区域仅是圆弧状剖面的情况长。在本发明中，将此称作凹凸区域的周壁具有剩余线长。对于本发明的铝合金坯料，由于凹凸区域的周壁具有所述剩余线长，并且该凹凸区域以与模具的内周面的角部对置的方式配置，因此在利用电磁成形对铝合金坯料进行胀管时，所述凹凸区域的周壁容易朝向模具的角部的内周面进入所述剩余线长的长度，能够沿着所述模具的角部的内周面而成形角部的R较小且棱线明确的多边形剖面构件。
由于铝合金坯料在所述凹凸区域中具有所述剩余线长，因此与所述剩余线长相应地缓和了铝合金坯料的周长的变化(材料的拉伸)，由此，缓和了多边形剖面构件的特别是角部的局部壁厚减少，并且能够防止断裂。
另外，铝合金坯料的周壁除了形成于局部的所述凹凸区域之外，还包括沿着所述基本剖面的周向的多个圆弧状区域，能够如以往那样减小铝合金坯料与电磁成形用线圈之间的缝隙，能够使足够的电磁成形力作用于铝合金坯料。
在将本发明的多边形剖面构件的制造方法应用于在轴向上压坏从而吸收能量的能量吸收构件的成形的情况下，能够在压坏变形时抑制大大有助于能量吸收量的角部(棱线部)的壁厚减少，形成轻量且能量吸收特性优异的能量吸收构件。另外，在应用于能量吸收构件中的保险杠托架的成形的情况下，能够使保险杠托架的剖面形状与具有普通多边形剖面的侧梁的剖面形状一致。由此，能够将碰撞时施加于保险杠托架的负载从保险杠托架的周壁整周传递至侧梁的周壁整周，碰撞时的保险杠托架的变形形态变得稳定，能够抑制伴随变形而产生的负载变动，能够确保规定的能量吸收性能。
附图说明
图1(a)是本发明的保险杠托架坯料的俯视图，(b)是侧视图。
图2(a)是本发明的保险杠托架的俯视图，(b)是侧视图。
图3是对图2的保险杠托架的制造方法进行说明的局部剖面侧视图。
图4是按照工序顺序说明本发明的保险杠托架的制造方法的图。
图5是本发明的保险杠托架的轴部的剖视图。
图6(a)是本发明的带碰撞筋的保险杠托架的俯视剖视图((b)的A－A剖视图)，(b)是侧视图。
图7是本发明的保险杠托架坯料的俯视图。
图8是本发明的保险杠托架坯料的俯视图。
图9是本发明的保险杠托架坯料的俯视图。
图10是本发明的由保险杠托架与保险杠加强件构成的保险杠构造体的局部剖面俯视图。
图11(a)是本发明的由保险杠托架与保险杠加强件构成的保险杠构造体的俯视图，(b)是(a)的B－B剖视图，以及保险杠托架中间件的剖视图。
图12(a)是本发明的由保险杠托架与保险杠加强件构成的保险杠构造体的俯视图，(b)是(a)的C－C剖视图。
图13(a)是本发明的由保险杠托架与保险杠加强件构成的保险杠构造体的俯视图，(b)是(a)的D－D剖视图。
图14(a)是以往的保险杠托架坯料的俯视图，(b)是侧视图。
图15(a)是以往的保险杠托架的俯视图，(b)是侧视图。
图16是示出金属制筒状坯料与电磁成形用线圈的绕线部之间的缝隙面积(横轴)以及产生于金属制筒状坯料的磁压力的平均值(纵轴)之间的关系的图。
图17是示出在图16的图表的磁压力的分析中使用的金属制筒状坯料的剖面形状以及其他分析条件的图。
图18是示出在图16的图表的磁压力的分析中使用的金属制筒状坯料的剖面形状以及其他分析条件的图。
图19是示出本发明的金属制筒状坯料(图18的B4)和比较例的金属制筒状坯料(图18的B3)的、周壁的曲率ρ(横轴)与产生的磁压力P(纵轴)之间的关系的图。
图20是示出本发明的金属制筒状坯料的剖面形状和模具内的配置方式的图。
图21是示出本发明的金属制筒状坯料(图18的B4)和比较例(图18的B3)的金属制筒状坯料的、产生的平均磁压力(横轴)与周壁的单位长度所需的塑性功(纵轴)之间的关系的图。
图22是示出本发明的其他金属制筒状坯料的剖面形状、模具内的配置方式的图。
图23是示出本发明的另一金属制筒状坯料的剖面形状、模具内的配置方式的图。
图24是示出本发明的另一金属制筒状坯料的剖面形状、模具内的配置方式的图。
图25是示出本发明的另一金属制筒状坯料的剖面形状、模具内的配置方式的图。
图26用于对将本发明的矩形剖面构件的制造方法应用于保险杠托架的成形以及保险杠托架与保险杠加强件之间的铆接连结的例子进行说明，(a)是保险杠加强件的立体图，(b)是保险杠加强件和插入到形成于保险杠加强件的贯通孔的金属制筒状坯料的主视图，(c)是其侧视图。
图27是示出进行电磁成形后的保险杠托架、保险杠加强件以及侧梁的立体图。
图28用于对将本发明的矩形剖面构件的制造方法应用于带凸缘的保险杠托架的成形的例子进行说明，(a)是模具与配置在模具内的金属制筒状坯料以及电磁成形用线圈的俯视图，(b)是其剖视图，(c)是利用电磁成形获得的带凸缘的保险杠托架的俯视图。
图29是对本发明的电磁成形方法进行说明的示意图，(a)是铝合金坯料的俯视图，(b)是模具与配置在模具内的铝合金坯料以及电磁成形用线圈的俯视图，(c)是利用电磁成形获得的多边形剖面构件的俯视图。
图30是对本发明的电磁成形方法的其他例子进行说明的示意图，(a)是模具与配置在模具内的铝合金坯料以及电磁成形用线圈的俯视图，(b)是其剖视图，(c)是利用电磁成形获得的多边形剖面构件(保险杠托架)的俯视图。
图31是对将本发明的电磁成形方法应用于保险杠托架的成形以及保险杠托架与保险杠加强件之间的铆接连结的例子进行说明的立体图，(a)是保险杠加强件的立体图，(b)是保险杠加强件和插入到形成于保险杠加强件的贯通孔的铝合金坯料的主视图，(c)是其侧视图。
图32是示出进行电磁成形后的保险杠托架、保险杠加强件以及侧梁的立体图。
图33是对本发明的电磁成形方法的另一例进行说明的示意图，(a)是模具与配置在模具内的铝合金坯料以及电磁成形用线圈的俯视图，(b)是其剖视图，(c)是利用电磁成形获得的多边形剖面构件(保险杠托架)的俯视图。
图34是对成形四边形剖面构件的以往的电磁成形方法进行说明的俯视示意图，(a)是模具与配置在模具内的铝合金坯料以及电磁成形用线圈的俯视图，(b)是利用电磁成形获得的四边形剖面构件。
图35是对成形四边形剖面构件(保险杠托架)的以往的电磁成形方法进行说明的示意图，(a)是模具与配置在模具内的铝合金坯料以及电磁成形用线圈的俯视图，(b)是其剖视图。
图36(a)是利用以往的电磁成形方法获得的四边形剖面构件(保险杠托架)与侧梁组合后的俯视图，(b)是剖视图。
具体实施方式
以下，参照图1～图15，主要以主保险杠托架为例进一步具体说明本发明的能量吸收构件。需要说明的是，与该保险杠托架相关的说明也可应用于其他能量吸收构件。
首先，参照图14对以往的金属制型材(托架坯料)与能量吸收构件(保险杠托架)进行说明。
图14(a)、(b)示出将金属制型材(铝合金挤压材料)切断为规定长度而得到的托架坯料1。托架坯料1是具有圆形剖面的筒状体，在该例中，两个端面(切断面)位于相对于轴向垂直的平面内。需要说明的是，托架坯料1也能够使用对金属板进行冲压成形或者辊轧成形而形成为筒状的坯料。
例如，如专利文献7、8等所述，利用模具包围托架坯料1的周壁2的周围的除两端部之外的部分，向托架坯料1内部插入电磁成形线圈，在该电磁成形线圈中流过瞬间大电流，利用电磁成形将托架坯料1的端部周壁扩开，能够成形图15(a)、(b)所示的保险杠托架3。保险杠托架3具有圆筒状的轴部4和形成在轴部4的两端的凸缘部5、6。凸缘部5、6形成在相对于轴部4的轴向垂直的平面内。在该例中，轴部4的胀管率(胀管后的周长/原周长)设定为零或极小。如上所述，凸缘部5、6的凸缘宽度的大小W5、W6存在制约。
凸缘部5、6的胀管成形并非仅进行一次电磁成形，而是如专利文献5所述反复进行两次以上电磁成形，或者也能够在电磁成形的前后适当地增加冲压成形来进行。
图1(a)、(b)示出本发明的托架坯料7。托架坯料7通过将筒状的周壁沿着周向反复出现凹凸的金属制型材(铝合金挤压材料)切断为规定长度而成。
如图1(a)所示，托架坯料7的周壁8沿着周向呈波状起伏。该波形具有波长λ的正弦波状的形态，由凸部8a与凹部8b构成的单位波形沿着周壁8的周向重复形成八个，周壁8在与轴向垂直的剖面中成为八次对称。周壁8的厚度在整周上恒定，与周壁8的外周面(凸部8a的顶部)相切的最小外切圆9以及与周壁8的内周面(凹部8b的底部)相切的最大内切圆11同心。若将周壁8的外周的周长(沿着波状的起伏环绕一圈时的总长度)设为L、将最小外切圆9的周长设为L0，则有L＞L0的关系。
与以往的托架坯料1相同，托架坯料7的两个端部(切断面)位于相对于轴向垂直的平面内。作为托架坯料7，能够使用通过冲压成形或者辊轧成形将金属板成形为筒状而得到的坯料(金属制型材)。
与保险杠托架3相同，图2(a)、(b)所示的保险杠托架12通过以下方法来成形：利用模具包围托架坯料7的周壁8的周围的除两端部之外的部分，向托架坯料7的内部插入卷绕成筒状的电磁成形线圈，在该电磁成形线圈中流过瞬间大电流，将托架坯料7的端部扩开。所述模具的内周面为筒状，沿着周向呈波状(正弦波状的形态)起伏，几乎与托架坯料7的周壁8的外周面紧密接触。图3示出托架坯料7、模具13以及电磁成形线圈14的配置。通过该电磁成形，托架坯料7胀管，托架坯料7的中间部压接于模具13的内周面，从模具13的端面13a、13b突出的两端部扩开并与所述端面13a、13b接触。
电磁成形后的保险杠托架12包括沿着周向呈波状(正弦波状)起伏的筒状的轴部15以及形成在轴部15的两端的凸缘部16、17。凸缘部16、17形成在相对于轴部15的轴向垂直的平面内。在该例中，轴部15的胀管率设定为零或极小，轴部15的周壁几乎原样保留原来的托架坯料7的周壁8的剖面形状。
托架坯料7的周壁8沿着周向呈波状起伏，周壁8的外周的周长L与最小外切圆9的周长L0有L＞L0的关系。在本发明中将L－L0称作剩余线长。在以往的圆形剖面的托架坯料1的外径与所述最小外切圆9的径(托架坯料7的外径)相同时，托架坯料7的周壁8与托架坯料1的周壁2相比较而能够具有L－L0的剩余线长。
由于托架坯料7具有该剩余线长，因此在以与托架坯料1相同的胀管率(胀管后的周长/原周长)成形凸缘部16、17的情况下，能够增大胀管后的周长(凸缘部16、17的外径)，从而能够增大凸缘部16、17的凸缘宽度W16、W17(图2所示的是凸缘宽度最小的位置)。需要说明的是，在使用周壁8沿着周向呈波状起伏的托架坯料7的情况下，凸缘部16、17的外周(轮廓)也如图2(a)所示成形为大致圆形。
保险杠托架的凸缘部的成形能够利用一次电磁成形来进行，也能够如专利文献5所述利用多次电磁成形来进行。另外，无论是否进行电磁成形，还能够通过进行多次冲压成形(参照专利文献5的现有技术)或局部锻造，从而成形与上述相同的凸缘部。
或者，也能够组合电磁成形与冲压成形来成形凸缘部。参照图4(a)、(b)对这一点进行说明。首先，在第1工序中，如图4(a)所示，利用模具21包围托架坯料18(具有与托架坯料7相同的剖面形状)的周壁19的周围，向托架坯料18的内部插入圆形剖面(以相同直径卷绕成螺旋状)的电磁成形线圈22，在电磁成形线圈22中流过瞬间大电流，将从模具21的端面突出的托架坯料18的端部胀管成形为喇叭状，成形托架中间件18a。接下来，在第2工序中，如图4(b)所示，利用模具23保持托架中间件18a，利用冲头24在轴向上对喇叭状部25a冲压成形，将喇叭状部25a扩开，从而成形凸缘部25。
与此相反，能够在第1工序中，在利用冲压成形将托架坯料的端部成形为喇叭状之后，利用电磁成形进一步扩开喇叭状部，成形凸缘部(参照专利文献5)。
对于图2所示的保险杠托架12，轴部15的胀管率为零或极小，原来的托架坯料7的剖面形状几乎保持原样地保留于轴部15。另一方面，也能够将保险杠托架的轴部的胀管率设定为规定的大小，或者/以及能够从原来的托架坯料7的剖面形状实质性地改变轴部的剖面形状。例如，图5所示的轴部26是使用相同的托架坯料7进行电磁成形而得到的，且成形为周壁27的波形在凹部27b形成为三角波状(凸部27a保持正弦波状)。与图2的例子(轴部15)相比，与轴向平行地形成于轴部26的周壁27的棱线28更为明显。
需要说明的是，在以上例子中，托架坯料的周壁(以及保险杠托架的轴部的周壁)的波形由八个单位波形构成，但若考虑到碰撞时的轴部的变形方式，优选构成周壁的波形的单位波形的数量为偶数个。但是，也不排除是奇数个。
在利用电磁成形对凸缘部进行扩开成形时，能够同时将碰撞筋成形于保险杠托架的轴部。例如，若采用图3所示的电磁成形，通过在包围托架坯料7的模具13的内周面的多个位置形成规定形状的凹陷，在进行电磁成形时使托架坯料7的周壁8向所述凹陷鼓出，由此能够成形所述碰撞筋。在图6所示的保险杠托架28中，形成于轴部29的碰撞筋31以此方式形成。
该碰撞筋31形成于周壁32的波形的凹部32b，填补凹部32b并扩展至两侧的凸部32a、32a，沿着轴部29的轴向形成有八列。即，对于每个构成周壁32的波形的单位波形，碰撞筋列在轴向上形成一列，在相邻的碰撞筋列中，碰撞筋31、31、··形成于不同的高度，即在沿轴向观察时交错配置，在隔开一列的碰撞筋列中，各碰撞筋31、31、··形成于相同的高度。
需要说明的是，碰撞筋的形成位置不限定于周壁的波形的凹部。
托架坯料并不局限于所述例子，能够采用各种剖面形状。例如，能够如下所述使周壁的壁厚沿着周向变化。
(1)使电磁成形用线圈的成形力相对不易波及的、距离周壁的中心较远的位置(波形的凸部)的壁厚相对较薄。即使在电磁成形用线圈的成形力不充足的情况下也能够进行凸缘部的成形。
(2)使凸缘成形后的成为螺栓连结位置的部分(螺栓连结预定位置)的壁厚相对较厚，提高螺栓连结部的强度。
(3)在将碰撞筋鼓出成形于保险杠托架的轴部的周壁的情况下，使托架坯料的周壁的成形碰撞筋的位置(波形的凹部)的壁厚相对较薄，容易利用电磁成形进行鼓出，反而使波形的凸部的壁厚相对较厚，防止保险杠托架的轴部的能量吸收量降低。
图7～9示出托架坯料的剖面形状的其他例子。周壁的波形等与托架坯料7不同。
图7所示的托架坯料33的周壁34沿着周向具有波状的起伏。该波形具有齿轮状的形态，由凸部34a与凹部34b构成的波长λ的单位波形沿着周壁34的周向重复形成八个，周壁34在与轴向垂直的剖面中形成为八次对称。所述单位波形的波长λ中的、凹部34b的成分占大部分。周壁34的厚度在整周上恒定，与周壁34的外周面相切的最小外切圆35以及与周壁34的内周面相切的最大内切圆36同心。
对于托架坯料33，若将周壁34的外周的周长(沿着波状的起伏环绕一圈时的总长度)设为L、将最小外切圆35的周长设为L0，则有L＞L0的关系，周壁34具有前述的剩余线长。
周壁34的凹部34b在沿着周向的大致全长范围内与最大内切圆36接触。因此，与托架坯料7相比，托架坯料33的、周壁34与最大内切圆36的接触总线长更长。
由于胀管用的电磁成形线圈一般使用将导线以螺旋形卷绕成圆筒状或者平头圆锥筒状而成的结构，因此在托架坯料33的情况下，能够在周向的大部分使周壁34与电磁成形用线圈极其接近，在进行凸缘部的成形时，能够向托架坯料33的周壁34施加基于电磁成形线圈的较大成形力(斥力)。
图8所示的托架坯料37的周壁38沿着周向具有波状的起伏。该波形具有齿轮状的形态，由凸部38a以及凹部38b构成的波长λ的单位波形在周壁38的周向上重复形成八个，周壁38形成为八次对称。周壁38的厚度在整周上恒定，与周壁38的外周面相切的最小外切圆39以及与周壁38的内周面相切的最大内切圆41同心。
对于托架坯料37，若将周壁38的外周的周长(沿着波状的起伏环绕一圈时的总长度)设为L、将最小外切圆39的周长设为L0，则具有L＞L0的关系，周壁38具有前述的剩余线长。
该托架坯料37在周壁38具有齿轮状的波形这一点与托架坯料33相似，但波形的凸部38a的沿着周向的长度比凹部38b的沿着周向的长度长这一点不同。优选凸部38a位于成为凸缘成形后的螺栓连结位置的部分(螺栓连结预定位置)。
图9所示的托架坯料42的周壁43沿着周向具有波状的起伏。该波形具有不同的两种波形(与托架坯料33的周壁34的波形和托架坯料37的周壁38的波形类似)组合而成的形态。沿着周向由凸部43a和凹部43b构成的波长λ1的单位波形与由凸部43c和凹部43d构成的波长λ2的单位波形分别设置四个且在周壁43的周向上交替重复，周壁43在与轴向垂直的剖面中形成为四次对称。其中，凸部43a具有外周侧的壁厚减薄且不与最小外切圆44相切的凸部和内周侧的壁厚减薄且与最小外切圆44相切的凸部这两种，严格来说，波长λ1的单位波形存在两种。与周壁43的外周面相切的最小外切圆44以及与周壁43的内周面相切的最大内切圆45同心。
对于托架坯料42，若将周壁43的外周的周长(沿着波状的起伏环绕一圈时的总长度)设为L、将最小外切圆44的周长设为L0，则具有L＞L0的关系，周壁43具有前述的剩余线长。
周壁43的波形的波长、高度以及壁厚沿着周向变化，在周壁43的厚度中，凸部43a的厚度相对较薄，容易因电磁成形而变形。与凸部43a相比，凸部43c在周向上较长并且形成为厚壁。优选凸部43c的位置是凸缘成形后的螺栓连结位置。
在使用以上托架坯料33、37、42而成形具有凸缘部的保险杠托架的情况下，与托架坯料7的情况相同，能够使保险杠托架的轴部的胀管率为零或极小，能够将原来的托架坯料的剖面形状几乎保持原样地保留于轴部。同样地与托架坯料7的情况相同，能够将保险杠托架的轴部的胀管率设定为规定的大小，或者/以及能够从原来的托架坯料33、37、42的剖面形状实质性地改变轴部的剖面形状。
若在凸缘部的成形中应用电磁成形，优选托架坯料是如下材质、形状。
托架坯料的材质优选为热传导度高、且能够利用热处理来提高强度的JIS6000系列铝合金。
优选构成托架坯料的周壁的波形的单位波形(一个凸部与一个凹部的组合)的数量N从3≤N≤30的范围中选择，其中，优选N是偶数。若N高于30则波形的曲率变化大，存在进行凸缘部的成形时产生破裂的可能性，若N低于3则难以确保剩余线长。
优选托架坯料的内径(最大内切圆直径)d1从20mm≤d1≤200mm的范围中选择。若d1高于200mm，即使周壁没有凹凸也能够确保足够的凸缘宽度，若d1低于20mm则难以利用电磁成形对凸缘部进行扩开成形。
优选托架坯料的周壁的波形的振幅(托架坯料的外径(最小外切圆直径)d2与内径(最大内切圆直径)d1之差)d2－d1从2mm≤d2－d1≤40mm的范围中选择。若d2－d1高于40mm则难以作用胀管所需的电磁力，若d2－d1低于2mm则难以确保有效的剩余线长。
本发明的保险杠托架能够应用于利用螺栓、螺母连结于保险杠加强件的类型和利用电磁成形铆接连接于保险杠加强件的类型这两者。
图10示出由保险杠托架46与保险杠加强件47构成的保险杠构造体。保险杠托架46包括具有沿着周向呈波状起伏的周壁的筒状的轴部48以及形成在轴部48的两端部的凸缘部49、51。相对于轴部46的轴向倾斜地成形的凸缘部49利用螺栓、螺母连结于保险杠加强件47的背面。另一方面，侧梁侧(车身侧)的凸缘部51形成为相对于轴部46的轴向垂直，利用螺栓、螺母连结于未图示的侧梁的顶端。
保险杠加强件47由钢制或者铝合金制的中空材料构成，在钢制的情况下，能够酌情使用滚压成形钢，在铝合金制的情况下能够酌情使用挤压材料。
通过由铝合金挤压材料构成的托架坯料或者将铝合金板成形为筒状而成的托架坯料来成形保险杠托架46。
图11(a)、(b)示出由保险杠托架52与保险杠加强件53构成的保险杠构造体。该保险杠构造体的基本构造与专利文献3的记载相同。
与保险杠加强件47相同，保险杠加强件53由钢制或者铝合金制的中空材料构成，两端部在前后方向上被挤压加工，成形为大致U字状剖面。利用该挤压加工使保险杠加强件53的前后壁紧贴，在此形成圆形的翻边孔54。从防止碰撞时的危害的观点来看，翻边孔54的孔凸缘以朝向侧梁侧突出的方式形成(参照专利文献3的图4)。
保险杠托架52包括具有沿着周向呈波状起伏的筒状的周壁的轴部55和形成在侧梁侧的端部的凸缘部56，轴部55的顶端部(连接部55a)铆接连接于保险杠加强件53。连接部55a的周壁紧贴于翻边孔54的内周面，顶端扩开而形成有较小凸缘部57。
在进行所述保险杠构造体的制造时，筒状的托架坯料首先如图11(c)所示预成形为托架中间件58(参照专利文献3的图17)。托架中间件58包括原样保留原来的托架坯料的周壁的小径轴部59、略微扩径的大径轴部61以及形成在侧梁侧的端部的所述凸缘部56。该托架中间件58能够通过利用电磁成形对所述托架坯料进行胀管(小径轴部59除外)而成形。
接着，将托架中间件58的小径轴部59插入到所述翻边孔54，利用电磁成形对小径轴部59进行胀管。由此，托架中间件58(电磁成形后是保险杠托架52)被铆接连接于保险杠加强件53。在进行该电磁成形时，也能够局部地仅对小径轴部59进行加热软化(参照专利文献4)。
需要说明的是，也能够在不对托架坯料进行预成形的情况下将托架坯料的前方部分直接插入到所述翻边孔54，利用电磁成形对托架坯料的全长进行胀管，由此使轴部55以及凸缘部56成形，同时铆接连接于保险杠加强件53(参照专利文献3)。
图12示出由保险杠托架62与保险杠加强件63构成的保险杠构造体。该保险杠构造体的基本构造与专利文献4的记载相同。与保险杠加强件47相同，保险杠加强件63由钢制或者铝合金制的中空材料构成。保险杠加强件63与图11所示的保险杠加强件53的不同之处在于，保险杠加强件63在全长范围上具有相同的剖面形状(两端部不被挤压加工)，在保险杠加强件63的前后壁形成有翻边孔64、65，两个翻边孔64、65的孔凸缘均向保险杠加强件63的中空内部侧突出。
保险杠托架62包括具有沿着周向呈波状起伏的筒状的周壁的轴部66和形成在侧梁侧的端部的凸缘部67，轴部66的顶端部(连接部66a)铆接连接于保险杠加强件63。保险杠托架62与图11所示的保险杠托架52的不同之处在于，保险杠托架62的连接部66a紧贴于两个翻边孔64、65的内周面，并且在翻边孔64、65之间(保险杠加强件63的前后壁之间)鼓出。
在制造由保险杠托架62与保险杠加强件63构成的保险杠构造体时，能够应用与图11所示的保险杠构造体相同的方法。
图13示出由保险杠托架68与保险杠加强件69构成的保险杠构造体。
保险杠加强件69具有帽形剖面，由高张力钢、热压钢构成。在两端部成形有圆形的翻边孔71，该翻边孔71的孔凸缘形成为朝向侧梁侧突出。
保险杠托架68具有与图11所示的保险杠托架52相同的构造。
在制造由保险杠托架68与保险杠加强件69构成的保险杠构造体时，能够应用与图11所示的保险杠构造体相同的方法。
以下，对本发明的电磁胀管方法进行详细说明。
对于将金属制筒状坯料电磁胀管成形为目标剖面形状，分别需要用于改变剖面的周长的拉伸变形与用于改变曲率的弯曲变形。一般来说，拉伸变形中的单位长度的变形所需的塑性作功量是弯曲变形的大约10倍～100倍。因此，在拉伸变形少的情况下，塑性作功量减少，能够减少向电磁成形线圈输入的能量。若在金属制筒状坯料的剖面形成凹凸从而使周壁具有剩余线长，使周壁的周长接近目标剖面形状的周长，则能够减少所需的拉伸变形的量，能够大幅减少电磁胀管成形所必需的输入能量。
另一方面，若对金属制筒状坯料随意设置剩余线长，增大电磁成形线圈与筒状材料之间的缝隙，则在进行电磁成形时，电磁成形线圈与金属制筒状坯料之间的漏磁通增加，产生于金属制筒状坯料的磁压力减少。图16的图表示出产生于金属制筒状坯料的平均磁压力与电磁成形线圈的绕线部和金属制筒状坯料之间的缝隙面积成反比例地减少的情况。在图16中，使用发明人制作的简易的3D电磁场分析程序求出平均磁压力。作为分析条件，图16中的●表示电磁成形用线圈为φ82.5mm的圆柱状，金属制筒状坯料为图17的A1～A5，电磁胀管成形后的剖面形状(模具的内周面形状)为剖面92×92mm且角R6mm的正方形剖面，图16中的□表示电磁成形用线圈为φ57mm的圆柱状，金属制筒状坯料为图18的B1～B5，电磁成形后的剖面形状(模具的内周面形状)为剖面65×100mm且角R6mm的矩形剖面。
另外，磁压力具有在金属制筒状坯料的周壁的剖面的曲率(周向曲率)为负的部分、即在剖面的凹部增加的趋势，该凹部容易变形。图19的图表示出产生于金属制筒状坯料的磁压力在金属制筒状坯料的周向曲率为负的情况下增加的情况。磁压力使用所述3D电磁场分析程序来求出。作为分析条件，图19中的●表示金属制筒状坯料为图18的B4，△表示金属制筒状坯料为图18的B3，电磁成形用线圈均为φ57mm的圆柱状，进行电磁成形后的剖面形状(模具的内周面形状)均为剖面65×100mm且角R6mm的矩形剖面。
根据以上内容，在将金属制筒状坯料电磁胀管成形成为目标的剖面形状的情况下，与该剖面形状相应地存在设置适当的剩余线长的方法。
图20示出以长宽比1：1.2以上的矩形(长方形)剖面作为目标的剖面形状的情况下的、适当的本发明的金属制筒状坯料101的周壁的剖面形状和金属制筒状坯料101的模具102(仅示出内周面)内的配置方式。在图20中，具有筒状的周壁的金属制筒状坯料101配置在内周面具有矩形剖面的模具102的内部，在金属制筒状坯料101的内部配置有将导体以相同直径卷成螺旋状而得到的圆柱状的电磁成形用线圈103。
模具102的内周面沿着长边方向(与纸面垂直)具有实际上相同的剖面形状，在四个角形成有曲率R。
金属制筒状坯料101例如通过将铝合金挤压材料切断为规定长度而得到，其周壁沿着长边方向具有相同的剖面。金属制筒状坯料101的周壁的剖面180度旋转对称，包括大致沿着电磁成形用线圈103的外周的曲率形成为圆弧形状且对置配置的两处凸弯曲区域104、在从凸弯曲区域104旋转90度后的位置对置配置的两处大致直线区域105、以及连接凸弯曲区域104与大致直线区域105的四处凹凸区域106，大致直线区域105彼此大致平行。凹凸区域106皆包括与凸弯曲区域104相连的圆弧状的凹部106a和与大致直线02相连的圆弧状的凸部106b。由于形成有凹凸区域106，因此金属制筒状坯料101的周壁具有剩余线长。具体参照图18，B4(本发明例)的周壁具有比周壁B1(仅圆形剖面)长的周长(外周长)、即剩余线长。
对于金属制筒状坯料101，凸弯曲区域104以与模具102的内周面的长边侧对置的方式配置，大致直线区域105以与模具102的内周面的短边侧对置的方式配置。另外，凹凸区域106的凹部106a以与模具102的内周面的长边侧对置的方式配置。电磁成形用线圈103配置为被凸弯曲区域104夹持、并且接近凸弯曲区域104。
若在该状态下向电磁成形用线圈103通电，则金属制筒状坯料101进行胀管成形，周壁在整周范围上达到模具102的内周面(包括角部)，胀管成形结束，成形目标的剖面形状(沿着模具1的内周面的形状)的矩形剖面构件。需要说明的是，成形后的矩形剖面构件的角部具有沿着模具102的内周面的曲率。
根据以上说明的金属制筒状坯料101的剖面形状以及模具102内的配置方式，本发明的电磁成形方法具有如下作用。
金属制筒状坯料101的周壁具有剩余线长，周壁的周长(外周长)与目标的矩形剖面(模具102的内周面形状)的周长几乎相同或者接近，因此缓和了进行电磁胀管成形时的拉伸变形。另外，降低了角部的局部壁厚减少，能够防止断裂。需要说明的是，通过使金属制筒状坯料101的外周长比目标的矩形剖面的外周长短0.5～4.0％，由此能够避免拉伸变形所造成的多余壁厚。
在金属制筒状坯料101的周壁形成有大致直线区域105，且与模具102的短边侧对置配置，从而与仅圆形剖面的金属制筒状坯料相比，能够大幅减少对矩形剖面构件的短边进行成形时所需的塑性作功。
由于在金属制筒状坯料101的周壁形成有大致沿着电磁成形用线圈103的外周的曲率的凸弯曲区域104和与之相连的凹部106a，因此与周长的长短无关，皆能够减小金属制筒状坯料101与电磁成形线圈103的绕线部之间的缝隙面积。
作用于金属制筒状坯料101的周壁的四处凹部106a的磁压力比其他区域的磁压力大，由于凹部106a成为变形的起点，因此容易控制进行电磁胀管成形时的变形形态。
在将本发明的金属制筒状坯料(图18的B4)与比较例的金属制筒状坯料(图18的B3)电磁胀管成形为矩形剖面时，使用所述3D电磁场分析程序求出产生于各金属制筒状坯料的平均磁压力、各金属制筒状坯料的成形所需的单位长度的塑性作功量。将其结果示于图21。作为分析条件，电磁成形用线圈为φ57mm的圆柱状，电磁成形后的剖面形状(模具的内周面形状)为剖面65×100mm且角R6mm的矩形剖面。
如图21所示，在本发明的金属制筒状坯料(图18的B4)中，与比较例的金属制筒状坯料(图18的B3)相比，成形所需的塑性作功减少，另一方面，作用于剖面的平均磁压力增加，容易成形为目标的矩形剖面形状。需要说明的是，对于比较例的金属制筒状坯料(图18的B3)，与简单的圆形剖面(图18的B1)或者椭圆剖面(图18的B2)相比，成形所需的塑性功也较少，作用于剖面的平均磁压力较大。
接下来，在图22～图25中示出金属制筒状部件的周壁的剖面形状以及模具内的配置方式的其他例子。
图22所示的金属制筒状部件111的周壁180度旋转对称，与金属制筒状部件101相同地包括对置配置的两处凸弯曲区域114、对置配置的两处大致直线区域115、以及连接凸弯曲区域114与大致直线区域115的四处凹凸区域116。另外，凸弯曲区域114以与模具112(仅示出内周面)的剖面的内周面的长边侧对置的方式配置，大致直线区域115以与模具112的短边侧对置的方式配置，凹凸区域116的凹部116a以与模具102的内周面的长边侧对置的方式配置。其中，金属制筒状部件111配置为，构成凹凸区域116的凹部116a与凸部116b的曲率半径R比金属制筒状部件101大，大致直线区域115更靠近模具112的短边。在图22中，附图标记113是电磁成形用线圈。根据金属制筒状部件111的该剖面形状以及配置方式，能够进一步减少对矩形剖面构件的短边进行成形时所需的塑性作功。
图23所示的金属制筒状部件121的周壁(仅显示外周的线)180度旋转对称，与金属制筒状部件101相同地包括对置配置的两处凸弯曲区域124、对置配置的两处大致直线区域125、以及连接凸弯曲区域124与大致直线区域125的四处凹凸区域126。另外，凸弯曲区域124以与模具122(仅示出内周面)的内周面的长边侧对置的方式配置，大致直线区域125以与模具122的剖面的短边侧对置的方式配置，凹凸区域126的凹部126a以与模具122的内周面的长边侧对置的方式配置。其中，金属制筒状部件121的凸弯曲区域124的周长较长。在图23中，附图标记123是电磁成形用线圈。根据金属制筒状部件121的该剖面形状，能够增长金属制筒状坯料121的周长，从而能够接近长宽比较大的模具122的内周面的周长。
图24所示的金属制筒状部件131的周壁(仅显示外周的线)180度旋转对称，与金属制筒状部件101相同地包括对置配置的两处凸弯曲区域134、对置配置的两处大致直线区域135、以及连接凸弯曲区域134与大致直线区域135的四处凹凸区域136。另外，凸弯曲区域134以与模具132(仅示出内周面)的内周面的长边侧对置的方式配置，大致直线区域135以与模具132的剖面的短边侧对置的方式配置，凹凸区域136的凹部136a以与模具132的内周面的长边侧对置的方式配置。其中，金属制筒状部件131的凸弯曲区域134大致沿着电磁成形用线圈133的外周形成为圆弧形状，但其曲率略大，与金属制筒状坯料101相比，大致直线区域134较短。在图24中，附图标记133是电磁成形用线圈。由于金属制筒状部件131的大致直线区域134较短，从而能够减小金属制筒状坯料131与电磁成形用线圈133的绕线部之间的缝隙面积。
图25所示的金属制筒状部件141的周壁180度旋转对称，与金属制筒状部件101相同地包括对置配置的两处凸弯曲区域104、对置配置的两处大致直线区域145、以及连接凸弯曲区域104与大致直线区域145的四处凹凸区域146。另外，凸弯曲区域104以与模具142的内周面的长边侧对置的方式配置，大致直线区域145以与模具142的剖面的短边侧对置的方式配置，凹凸区域146的凹部146a以与模具142的内周面的长边侧对置的方式配置。其中，金属制筒状部件141的大致直线区域104略微凸弯曲成圆弧状。在图25中，附图标记143是电磁成形用线圈。根据金属制筒状部件141的该剖面形状，能够缓和凹凸区域146的凸部146b的曲率，能够抑制在进行电磁成形时从凸部146b产生断裂。
图26、27是对在使用本发明的电磁成形方法从金属制筒状坯料来成形矩形剖面构件(保险杠托架)的同时将该保险杠托架固定于保险杠加强件的方法进行说明的示意图。
在图26中，金属制筒状坯料151通过将具有筒状的周壁的铝合金挤压材料切断为规定长度而成，所述周壁与金属制筒状坯料101相同地包括两处圆弧状的凸弯曲区域156、两处大致直线区域105以及四处凹凸区域156。
保险杠加强件152由矩形剖面的铝合金挤压材料构成，在左右的端部附近，且是在前后的纵壁152a、152b形成有在上下方向上略长的矩形的孔152c、152d。孔152c、152d形成为与侧梁153(参照图23)的剖面的内侧轮廓(内周形状)几乎相同的形状。金属制筒状坯料151被插入到保险杠加强件152的孔152c、152d，前端向孔152c的前方突出。
需要说明的是，优选所述孔152c、152d采用翻边孔。在前方(碰撞)侧的孔152c是翻边孔的情况下，从防止碰撞时保险杠外罩断裂的观点来看，优选该翻边孔的孔凸缘形成为朝向后方侧(侧梁153侧)突出(参照日本特开2010－116129号公报)。
接着，在金属制筒状坯料151的后方部分(从保险杠加强件152的孔152d向后方侧突出的部分)的周围配置未图示的模具，并且在金属制筒状坯料151的内部配置未图示的电磁成形用线圈。
所述模具的内周面是矩形剖面(在角部具有曲率)，包括小剖面部、大剖面部以及两者之间的台阶部。所述大剖面部的内周面形状形成为与侧梁153的剖面的外侧轮廓几乎相同的形状。其中，在所述模具的大剖面部的平面区域(角部以外的位置)以适当的配置形成有向内侧突出的多个突起。该突起用于在保险杠托架形成碰撞筋。所述小剖面部的内周面形状形成为与侧梁153的剖面的内侧轮廓(内周形状)几乎相同的形状。
所述电磁成形用线圈是与电磁成形用线圈103相同的圆剖面线圈。
接着，在该状态下向所述电磁成形用线圈通电，对铝合金坯料151进行胀管成形，成形图27所示的矩形剖面构件(保险杠托架157)，同时铆接连结于保险杠加强件152。
金属制筒状坯料151的所述后方部分在所述模具的内部胀管，包含角部在内被所述模具的内周面限制地变形，在此成形大剖面部157a、小剖面部157b以及两者之间的台阶部157c。大剖面部157a包括角部在内具有与侧梁153的剖面的外侧轮廓几乎相同形状的矩形剖面，小剖面部157b包括角部在内具有与侧梁153的剖面的内侧轮廓几乎相同形状的矩形剖面。大剖面部157a与小剖面部157b的角部的曲率半径R均较小，且大剖面部157a与小剖面部157b均具有棱线部明确的矩形剖面。另外，在大剖面部157a的平面区域成形有与所述模具的突起对应的凹陷(碰撞筋158)。在相邻的平面区域中，碰撞筋158、158、··在沿轴向观察时形成于不同的位置、即交错配置。
另一方面，金属制筒状坯料151的前方部分(所述后方部分以外的部分)在保险杠加强件152内以及保险杠加强件152的前方胀管，金属制筒状坯料151的前方部分在纵壁152a、152b的部分中，包含角部在内紧贴于孔152c、152d的内周面，并且在纵壁152a、152b之间的空间中不受模具限制地膨胀，顶端扩开而成形凸缘157d。
在进行电磁成形后，在保险杠托架157的小剖面部157b的两侧面形成螺栓孔159。接下来，保险杠托架157的小剖面部157b被插入到侧梁153的剖面内，台阶部157c抵接于侧梁153的顶端的凸缘153a，小剖面部157b与侧梁153被螺栓连结，由此保险杠托架157被固定于侧梁153。
图28是对利用本发明的电磁成形方法从金属制筒状坯料成形带凸缘的矩形剖面构件(保险杠托架)的方法进行说明的示意图。
金属制筒状坯料161通过将具有筒状的周壁的铝合金挤压材料切断为规定长度而成，所述周壁与金属制筒状坯料101相同地包括两处圆弧状的凸弯曲区域164、两处大致直线区域165以及四处凹凸区域166。
在进行电磁成形时，将金属制筒状坯料161插入到内周面为矩形剖面01(在角部具有曲率)的模具162内，使金属制筒状坯料161的一端从模具162的一个端面162a突出，并且将电磁成形用线圈163配置在金属制筒状坯料161的内部。
若在该状态下向电磁成形用线圈163通电，则金属制筒状坯料161进行胀管成形，在模具162的内部，周壁在整周范围上到达模具162的内周面(包括角部在内)，在从模具162的端面162a突出的部分，周壁扩开且与端面162a接触，胀管成形结束。
通过该电磁成形获得的带凸缘的矩形剖面构件(保险杠托架167)如图28(c)所示包括矩形剖面部167a与端部的凸缘167b。
图29是对本发明的电磁成形方法进行说明的示意图。模具203以及电磁成形线圈202与图34所示的模具以及电磁成形线圈相同。
铝合金坯料221通过将具有筒状的周壁的铝合金挤压材料切断为规定长度而成，所述周壁包括沿着周向的多个圆弧状区域222以及被圆弧状区域222夹持的多个凹凸区域223。
圆弧状区域222沿着大致圆形的基本剖面224(图29中利用双点划线示出)的周向配置，在该例中，圆弧状区域222的中心角(圆弧状区域222的两端与基本剖面224的中心O所成的角度)均设定为θ1。基本剖面224如前所述是连结圆弧状区域222而得到的假想剖面，相当于以往的铝合金坯料201(参照图34)的剖面。
在凹凸区域223中，周壁偏离基本剖面224向外突出。对于该凹凸区域223，若与圆弧状区域222相同地引入中心角(凹凸区域223的两端与基本剖面224的中心O所成的角度)这一观点，在该例中，凹凸区域223的中心角均设定为θ2。当以相同的中心角θ2比较时，凹凸区域223的周壁的长度(周长)L1与圆弧状区域222(或者基本剖面224)的周壁的长度(周长)L0相比，长出周壁向外弯曲并突出的长度。该周长之差(L1－L0)是凹凸区域223中的剩余线长。从铝合金坯料221的剖面整体来看，剩余线长在该例中为4×(L1－L0)。
在进行电磁成形时，将铝合金坯料221配置在模具203的内部，并且将电磁成形用线圈202配置在铝合金坯料221的内部。此时，在模具203内，将铝合金坯料221配置为各凹凸区域223分别与模具203的各角部203a对置。
若在该状态下向电磁成形用线圈202通电，则铝合金坯料221进行胀管成形，周壁在整周范围上到达模具203的内周面(包括角部203a在内)，胀管成形结束。在该情况下，铝合金坯料221的胀管在模具203的内周面的整周上被限制。
由于具有剩余线长(L1－L0)的凹凸区域223以与模具203的角部203a的内周面对置的方式配置，因此在利用电磁成形进行胀管时，凹凸区域223的周壁的周长的变化少，换句话说凹凸区域223的周壁在不会大幅减少壁厚的情况下比较容易地到达所述角部203a的内周面的深处，成形整体上沿着模具203的内周面的剖面形状、即角部225a的R较小且棱线明确地出现的四边形剖面构件225。
该四边形剖面构件225例如适合用作在沿轴向承受压缩负载时发生压坏变形从而吸收能量的能量吸收构件。由于四边形剖面构件225抑制了在压坏变形时较大有助于能量吸收量的角部(棱线部)的壁厚减少，因此形成轻量且能量吸收特性优异的能量吸收构件。
图30是对利用本发明的电磁成形方法来成形保险杠托架的方法进行说明的示意图。电磁成形线圈212以及模具213与图35所示的电磁成形线圈以及模具相同。
与铝合金坯料221完全相同，铝合金坯料231通过将具有筒状的周壁的铝合金挤压材料切断为规定长度而成，所述周壁包括沿着周向的多个圆弧状区域232以及被圆弧状区域232夹持的多个凹凸区域233。圆弧状区域232沿着大致圆形的基本剖面234(在图30中利用双点划线示出)的周向配置，在凹凸区域233中，周壁偏离基本剖面234并向外突出。因此，与铝合金坯料221的凹凸区域223相同，凹凸区域233的周壁也具有剩余线长。
在进行电磁成形时，将铝合金坯料231配置在模具213的内部，并且将电磁成形用线圈212配置在铝合金坯料231的内部。此时，在模具213内，将铝合金坯料231配置为各凹凸区域233与模具213的各角部213a对置。
若在该状态下向电磁成形用线圈212通电，则铝合金坯料231进行胀管成形，周壁在整周范围上到达模具213的内周面(包括角部213a)，胀管成形结束。由于具有剩余线长的凹凸区域233以与模具213的角部的内周面对置的方式配置，因此在利用电磁成形进行胀管时，凹凸区域223的周壁的周长的变化少，换句话说凹凸区域223的周壁在不会大幅减少壁厚的情况下比较容易地到达所述角部的深处，成形整体上沿着模具213的内周面的剖面形状、即如图30(c)所示角部的R较小且棱线明确地出现的保险杠托架235。
保险杠托架235以与保险杠托架214相同的形态固定于侧梁215(参照图36)。在保险杠托架235中，能够使大剖面部235A的剖面形状包括角部在内与侧梁215的剖面形状几乎一致。因此，碰撞时施加于保险杠托架235的负载也从保险杠托架235的大剖面部235A的角部经由凸缘215A(参照图36)传递至侧梁215，不会如保险杠托架214那样产生如下问题：变形形态变得不稳定或者伴随变形的负载变动增大，从而无法确保规定的能量吸收性能。另外，由于保险杠托架235能够抑制在压坏变形时较大有助于能量吸收量的角部(棱线部)的壁厚减少，因此形成轻量且能量吸收特性优异的保险杠托架。
另一方面，能够使保险杠托架235的小剖面部235B的外周面形状包括角部在内与侧梁215(参照图36)的内周面形状几乎一致。因此，能够将所述小剖面部235B几乎无缝隙地插入到侧梁215的剖面内，通过在此基础上从侧面对小剖面部235B与侧梁215进行螺栓连结，保险杠托架235与侧梁215(参照图36)之间的固定变得更可靠。
图31、4是对在使用本发明的电磁成形方法来成形保险杠托架的同时将该保险杠托架固定于保险杠加强件的方法进行说明的示意图。
在图31中，铝合金坯料241通过将具有筒状的周壁的铝合金挤压材料切断为规定长度而成，所述周壁与铝合金坯料231相同地包括沿着周向的多个圆弧状区域242以及被圆弧状区域242夹持的多个凹凸区域243，圆弧状区域242沿着此前叙述的大致圆形的基本剖面(未图示)的周向配置。其中，由于铝合金坯料241的侧梁244(参照图32)的剖面形状是上下略长的长方形，因此能够与此相应地将凹凸区域243的上下间隔d1设定为比左右间隔d2略大。
保险杠加强件245由口形剖面的铝合金挤压材料构成，在左右的端部附近，且是在前后的纵壁245a、245b形成有在上下方向上略长的长方形的孔246、247。孔246、247形成为与侧梁244的剖面的内侧轮廓(内周形状)几乎相同的形状。铝合金坯料241被插入到保险杠加强件245的孔246、247，前端向孔246的前方突出。
需要说明的是，优选所述孔246、247采用翻边孔。在以翻边孔作为前方(碰撞)侧的孔246的情况下，从防止碰撞时保险杠外罩断裂的观点来看，优选该翻边孔的孔凸缘形成为朝向后方侧(侧梁244侧)突出(参照日本特开2010－116129号公报)。
接着，在铝合金坯料241的后方部分(从保险杠加强件245的孔247向后方侧突出的部分)的周围配置有未图示的模具，并且在铝合金坯料241的内部配置有未图示的电磁成形用线圈。
所述模具的内周面是四边形剖面(其中在该例中是上下方向略长的长方形)，与模具213相同地包括小剖面部、大剖面部以及两者之间的台阶部。所述大剖面部的内周面形状形成为与侧梁244的剖面的外侧轮廓几乎相同的形状。其中，在所述模具的大剖面部的平面区域(角部以外的位置)以适当的配置形成有向内侧突出的多个突起。该突起用于在保险杠托架形成碰撞筋。所述小剖面部的内周面形状形成为与侧梁244的剖面的内侧轮廓(内周形状)几乎相同的形状。
所述电磁成形用线圈是与电磁成形用线圈212相同的圆剖面线圈。
接着，在该状态下向所述电磁成形用线圈通电，对铝合金坯料241进行胀管成形，成形图32所示的保险杠托架248，同时铆接连结于保险杠加强件245。
铝合金坯料241的所述后方部分在所述模具的内部胀管，包括角部在内地被所述模具的内周面限制并变形，在此成形大剖面部248a、小剖面部248b以及两者之间的台阶部248C。大剖面部248a包括角部248a在内具有与侧梁244的剖面的外侧轮廓几乎相同形状的四边形剖面，小剖面部248b包括角部248b在内具有与侧梁244的剖面的内侧轮廓几乎相同形状的四边形剖面。大剖面部248a与小剖面部248b的角部248a、248b的R均较小，且大剖面部248a与小剖面部248b均具有棱线部明确的四边形剖面。另外，在大剖面部248a的平面区域成形有与所述模具的突起对应的凹陷(碰撞筋249)。在相邻的平面区域中，碰撞筋249、249、··在沿轴向观察时形成于不同的位置、即交错配置。
另一方面，铝合金坯料241的前方部分(所述后方部分以外的部分)在保险杠加强件245内以及保险杠加强件245的前方胀管，铝合金坯料241的前方部分在纵壁245a、245b的部分中，包括角部在内紧贴于孔246、247的内周面，并且在纵壁245a、245b之间的空间中不受模具限制地膨胀，顶端扩开而成形凸缘51。
在进行电磁成形后，在保险杠托架248的小剖面部248b的两侧面形成螺栓孔252。接下来，保险杠托架248的小剖面部84B被插入到侧梁244的剖面内，台阶部248C抵接于侧梁244的顶端的凸缘244a，小剖面部248b与侧梁244被螺栓连结，由此保险杠托架248被固定于侧梁244。
图33是对利用本发明的电磁成形方法来成形带凸缘的保险杠托架的方法进行说明的示意图。
与铝合金坯料221完全相同，铝合金坯料261通过将具有筒状的周壁的铝合金挤压材料切断为规定长度而成，所述周壁包括沿着周向的多个圆弧状区域262以及被圆弧状区域262夹持的多个凹凸区域263。圆弧状区域262沿着大致圆形的基本剖面264(在图33中利用双点划线示出)的周向配置，在凹凸区域263中，周壁偏离基本剖面264并向外突出。因此，与铝合金坯料221的凹凸区域223相同，凹凸区域263的周壁也具有剩余线长。
在进行电磁成形时，将铝合金坯料261插入到模具266内，使铝合金坯料261的一端从模具266的一个端面266b突出，并且将电磁成形用线圈265配置在铝合金坯料261的内部。此时，在模具266内，将铝合金坯料261配置为各凹凸区域263与模具266的各角部266a对置。
若在该状态下向电磁成形用线圈265通电，则铝合金坯料261进行胀管成形，在模具266的内部，周壁在整周范围上到达模具266的内周面(包括角部266a在内)，在从模具266的端面266b突出的部分中，周壁扩开并与端面266b接触，胀管成形结束。
如图33(c)所示，利用该电磁成形获得的带凸缘的保险杠托架267包括四边形剖面部268与端部的凸缘269。由于具有剩余线长的凹凸区域263以与模具266的角部266a对置的方式配置，因此在利用电磁成形进行胀管时，凹凸区域263的周壁的周长的变化少，换句话说凹凸区域263的周壁在不会大幅减少壁厚的情况下比较容易地到达所述角部266a的深处，成形保险杠托架267，该保险杠托架267具有整体上沿着模具266的内周面的剖面形状、即如图33(c)所示角部的R较小且棱线明确地出现的四边形剖面部268。同时，由于存在所述剩余线长，因此缓和了凸缘269的局部壁厚减少，能够防止断裂
在本发明的多边形剖面构件的制造方法中，铝合金坯料例如能够采用以下实施方式。
(1)在以上说明的例子中，在铝合金坯料的凹凸区域各形成有一个凸部，但也可以在该凹凸区域形成有多个凸部、一个或者多个凹部(周壁偏离所述基本剖面向内突出的位置)、或者凸部与凹部这两方例如形成为波状。无论如何，必须在该凹凸区域中产生所述剩余线长。
(2)在铝合金坯料存在多个凹凸区域的情况下，各凹凸区域中的凹部或凸部的形状或者剩余线长的长度无须相同，能够根据通过电磁成形来成形的多边形剖面构件的形状而适当调整。
另外，优选铝合金坯料的凹凸区域与通过电磁成形来成形的多边形剖面构件的各角部(棱线部)对应地形成为相同数目，但在进行电磁成形时铝合金坯料的周长的变化(材料的拉伸)较小的位置处(例如多边形剖面构件的角部中的角度比较大的位置)，也可以不形成与该位置对应的凹凸区域。
(3)作为铝合金，优选电磁成形时的导电率为20％IACS以上，屈服强度为150MPa以下，从JIS1000系列、3000系列、5000系列、6000系列以及7000系列的铝合金中选择。在热处理型铝合金的情况下，能够使用T1或者T4状态的铝合金坯料、或者使用整体或者局部进行复元处理而软化后的铝合金坯料。在该情况下，在进行电磁成形后进行时效硬化处理(T5、T6处理)即可，在图31、32的例子中，在对保险杠托架248与保险杠加强件245进行铆接连结后进行所述时效硬化处理。
(4)在将铝合金坯料的外周长设为Lb、将进行电磁成形时限制铝合金坯料的变形的模具的内周面的周长设为La时，设定为0.9＜La/Lb＜1.3。若La/Lb为0.9以下，则在电磁成形成的多边形剖面构件产生褶皱，若La/Lb为1.3以上，则有可能使材料断裂。优选La与Lb大致相等。
(5)铝合金坯料的壁厚在整周上无须恒定，能够沿着周向变化。例如，(a)使电磁成形用线圈的成形力相对不易波及的位置(远离中心O的位置)、即凹凸区域的壁厚相对较薄，且根据需要使该凹凸区域附近的壁厚相对较薄；(b)在制造能量吸收构件的情况下，相反，使对应于较大有助于能量吸收的角部(棱线部)的凹凸区域的壁厚相对较厚，且根据需要使该凹凸区域附近的壁厚相对较厚；(c)在利用电磁成形来成形带凸缘的多边形剖面构件的情况下，考虑使螺栓连结预定位置的壁厚相对较厚等。
(6)在以上说明的例子中，用于电磁成形的铝合金坯料通过将挤压材料切断而成，但也能够使用预备加工后的铝合金坯料(参照日本特开2010－116129号公报的图16)。例如在图32、33的例子中，能够在利用电磁成形来胀管至多边形剖面之前，另外利用例如电磁成形或者冲压成形等预先成形凸缘。
(7)作为铝合金坯料，能够使用对金属板进行冲压成形或者辊轧成形而形成为筒状的材料。
附图标记说明
7、18、33、37、42…托架坯料
8、19、34、38、43…托架坯料的周壁
8a…周壁的凸部
8b…周壁的凹部
9、35、39、44…与周壁的外周面相切的最小外切圆
11、36、41、45…与周壁的内周面相切的最大内切圆
12、28…保险杠托架
13、21…模具
14、22…电磁成形线圈
15、26、29…保险杠托架的轴部
16、17、25…保险杠托架的凸缘部
24…冲头
101…金属制筒状坯料
102…模具
103…电磁成形用线圈
104…凸弯曲区域
105…大致直线区域
106…凹凸区域
106a…凹部
106b…凸部
212、265…电磁成形用线圈
213、266…模具
221、231、241、261…铝合金坯料
222、232、242、262…圆弧状区域
223、233、243、263…凹凸区域
224、234、264…基本剖面
225、235、248、267…四边形剖面构件(保险杠托架)
244…侧梁
245…保险杠加强件

Claims (22)

1.一种能量吸收构件，其特征在于，
该能量吸收构件是通过对具有在包括端部在内的轴向的全长范围内沿着周向呈波状起伏的周壁且该周壁的外周的周长当量圆直径大于最小外切圆直径的筒状的金属制型材进行成形而成的，
该能量吸收构件包括：
轴部，其具有沿着周向呈波状起伏的筒状的周壁；以及
凸缘部，其通过将所述金属制型材的端部周壁的整周扩开而形成。
2.根据权利要求1所述的能量吸收构件，其特征在于，
所述轴部的周壁的外周的周长当量圆直径大于最小外切圆直径。
3.根据权利要求2所述的能量吸收构件，其特征在于，
所述轴部的周壁的剖面形状与所述金属制型材的周壁的剖面形状大致相同。
4.根据权利要求1所述的能量吸收构件，其特征在于，
所述金属制型材由铝合金挤压材料构成。
5.根据权利要求1所述的能量吸收构件，其特征在于，
在所述轴部的周壁成形有向外鼓出的多个碰撞筋。
6.根据权利要求1所述的能量吸收构件，其特征在于，
所述能量吸收构件是保险杠托架。
7.一种能量吸收构件的制造方法，其特征在于，
将具有在包括端部在内的轴向的全长范围内沿着周向呈波状起伏的周壁且该周壁的外周的周长当量圆直径大于最小外切圆直径的筒状的金属制型材作为坯料，利用塑性加工将该金属制型材的端部周壁的整周扩开而形成凸缘部，从而制造由具有沿着周向呈波状起伏的筒状的周壁的轴部与所述凸缘部构成的能量吸收构件。
8.根据权利要求7所述的能量吸收构件的制造方法，其特征在于，
所述轴部的周壁的外周的周长当量圆直径大于最小外切圆直径。
9.根据权利要求7所述的能量吸收构件的制造方法，其特征在于，
所述金属制型材由铝合金挤压材料构成，利用电磁成形进行所述塑性加工的全部或者一部分。
10.根据权利要求9所述的能量吸收构件的制造方法，其特征在于，
利用所述电磁成形使所述金属制型材的周壁向外鼓出，在所述轴部的周壁形成向外鼓出的多个碰撞筋。
11.根据权利要求7所述的能量吸收构件的制造方法，其特征在于，
所述能量吸收构件是保险杠托架。
12.一种矩形剖面构件的电磁成形方法，将具有筒状的周壁的金属制筒状坯料配置在内周面具有长宽比为1：1.2以上的大致矩形剖面的模具的内部，并且将导体卷成螺旋状而成的圆柱状的电磁成形用线圈配置在所述金属制筒状坯料的内部，在该状态下向所述电磁成形用线圈通电，将所述金属制筒状坯料胀管成形为沿着所述模具的内周面的剖面形状，
该矩形剖面构件的电磁成形方法的特征在于，
在包括端部在内的轴向的全长范围内，所述金属制筒状坯料的周壁的剖面包括大致沿着所述电磁成形用线圈的外周的曲率对置配置的两处凸弯曲区域、对置配置的两处大致直线区域、以及连接所述凸弯曲区域与大致直线区域的四处凹凸区域，所述凹凸区域包括与所述凸弯曲区域相连的凹部和与所述大致直线区域相连的凸部，所述凸弯曲区域配置为与所述模具的剖面的长边侧对置，所述大致直线区域配置为与所述模具的剖面的短边侧对置。
13.根据权利要求12所述的矩形剖面构件的电磁成形方法，其特征在于，
在对所述金属坯料进行胀管成形的同时，将所述金属坯料的一个或者两个端部向外扩开而成形凸缘。
14.根据权利要求12所述的矩形剖面构件的电磁成形方法，其特征在于，
所述矩形剖面构件是能量吸收构件，在对所述金属坯料进行胀管成形的同时，在周壁形成向内凹陷的多个碰撞筋。
15.根据权利要求14所述的矩形剖面构件的电磁成形方法，其特征在于，
所述矩形剖面构件是保险杠托架。
16.根据权利要求15所述的矩形剖面构件的电磁成形方法，其特征在于，
在保险杠加强件形成有在前后方向上贯通的孔，向所述孔插入所述金属坯料的一部分，利用所述模具包围所述金属坯料的从所述孔向后方侧突出的部分而进行电磁成形，从而使所述金属坯料铆接连结于所述保险杠加强件。
17.一种多边形剖面构件的电磁成形方法，将具有筒状的周壁的铝合金坯料配置在内周面具有多边形剖面的模具的内部，并且将电磁成形用线圈配置在所述铝合金坯料的内部，在该状态下向所述电磁成形用线圈通电，将所述铝合金坯料胀管成形为沿着所述模具的内周面的剖面形状，该多边形剖面构件的电磁成形方法的特征在于，
在包括端部在内的轴向的全长范围内，所述铝合金坯料的周壁的剖面包括沿着大致圆形的基本剖面的周向的多个圆弧状区域以及被所述圆弧状区域夹持的多个凹凸区域，在所述凹凸区域中，周壁偏离所述基本剖面向内或者/以及向外突出，各凹凸区域的周壁的周长比该区域沿着所述基本剖面的周向形成为圆弧状的情况长，所述铝合金坯料配置为所述凹凸区域与所述模具的角部对置。
18.根据权利要求17所述的多边形剖面构件的电磁成形方法，其特征在于，
所述电磁成形用线圈是将导体卷成螺旋状而得到的圆剖面线圈。
19.根据权利要求17所述的多边形剖面构件的电磁成形方法，其特征在于，
在对所述铝合金坯料进行胀管成形的同时，将所述铝合金坯料的一个或者两个端部向外扩开而成形凸缘。
20.根据权利要求17所述的多边形剖面构件的电磁成形方法，其特征在于，
所述多边形剖面构件是能量吸收构件，在对所述铝合金坯料进行胀管成形的同时，在周壁形成向内凹陷的多个碰撞筋。
21.根据权利要求20所述的多边形剖面构件的电磁成形方法，其特征在于，
所述多边形剖面构件是保险杠托架。
22.根据权利要求21所述的多边形剖面构件的电磁成形方法，其特征在于，
在保险杠加强件形成有在前后方向上贯通的孔，向所述孔插入所述铝合金坯料的一部分，利用所述模具包围所述铝合金坯料的从所述孔向后方侧突出的部分而进行电磁成形，从而使所述铝合金坯料铆接连结于所述保险杠加强件。
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