JP2001246419A - バンパリインフォースメント、湾曲成形方法および湾曲成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両形状に適合した曲率半径が異なる複数の
湾曲部を有するバンパリインフォースメントを、プレス
加工を主体として簡単且つ安価に製造できるようにす
る。 【解決手段】 直線状の筒形素材１４をプレス装置１６
により曲げ加工して所定の湾曲形状に成形する際に、内
周側の壁部に作用する圧縮応力で座屈折れしないよう
に、両端部を位置決め装置５０、５２により位置決めし
て、内周側の壁部に作用する圧縮応力を軽減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両用のバンパリイ
ンフォースメントに係り、特に、車両形状に適合（フィ
ット）した湾曲形状のバンパリインフォースメントを簡
単且つ安価に製造する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】長手形状を成しているとともに長手方向
に対して直角な断面が枠形状を成している車両用のバン
パリインフォースメントが知られている。特開平７−２
４６８９４号公報に記載の装置はその一例で、長手状の
帯板をロール成形によって筒形状に折り曲げるととも
に、一定の曲率で湾曲させるようになっている。図１９
のバンパリインフォースメント２００は、このようにロ
ール成形によって製造されたもので、(a) は平面図、
(b) は(a) におけるＢ−Ｂ断面図であり、平面視におい
て一定の曲率半径Ｒで湾曲させられている。図１９の
(a) は、車両への取付状態における平面視の形状と同じ
で、例えば車両前側のバンパリインフォースメントの場
合、中間部が車両の前方（図の上方）へ緩やかに膨出す
る姿勢で取り付けられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなロール成形による製造方法では、一定の曲率で湾曲
させられるだけであるため、必ずしも車両形状に適合し
ない場合があった。例えば、旋回性能や意匠の観点か
ら、両端部（車両の角部近傍）では中間部に比較して大
きく湾曲させることが望まれる。また、図２０に示すよ
うに車両のサイドメンバ２０２に取り付けるためのブラ
ケット２０４を別体に製造し、ボルト等によりバンパリ
インフォースメント２００に固定する必要があった。

【０００４】これに対し、直線状の筒形素材を用いて、
プレスによる曲げ加工を施すことにより所定形状に湾曲
させることが考えられるが、湾曲の内周側部分を構成す
る縦壁部が圧縮応力によって簡単に座屈折れを起こすた
め、通常のプレスによる曲げ加工ではバンパリインフォ
ースメントとして要求される湾曲形状が得られない。

【０００５】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、車両形状に適合した
湾曲形状のバンパリインフォースメントをプレス加工を
主体として簡単且つ安価に製造できるようにすることに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、第１発明は、長手形状を成しているとともに長手
方向に対して直角な断面が枠形状を成している車両用の
バンパリインフォースメントであって、前記枠形状と略
同じ断面の直線状の筒形素材にプレスによる曲げ加工が
施されることにより曲率半径が３０００ｍｍ以下の湾曲
部が設けられていることを特徴とする。

【０００７】第２発明は、第１発明のバンパリインフォ
ースメントにおいて、前記プレスによる曲げ加工が施さ
れることにより曲率半径が異なる複数の湾曲部が設けら
れていることを特徴とする。

【０００８】第３発明は、第１発明または第２発明のバ
ンパリインフォースメントにおいて、前記筒形素材は、
１枚の板材を曲げ加工して成形されたもので、その筒形
素材には、車両に取り付けるためのブラケットとして機
能する凸部が張出成形により一体に設けられていること
を特徴とする。

【０００９】第４発明は、第１発明〜第３発明の何れか
のバンパリインフォースメントにおいて、長手方向に対
して直角な断面は、矩形の枠形状が上下に離間して一対
設けられるとともに一方の縦壁部が連結部を介して一体
的に連結されたＢ形断面形状を成しているもので、その
一方の縦壁部が前記湾曲の外周側に位置するように前記
プレスによる曲げ加工が施されていることを特徴とす
る。

【００１０】第５発明は、長手形状を成しているととも
に長手方向に対して直角な断面が枠形状を成している筒
形素材を、プレス装置によって曲げ加工することによ
り、長手方向において所定形状に湾曲させる湾曲成形方
法であって、前記筒形素材の長手方向の両端部を位置決
めした状態でプレス装置によって曲げ加工することを特
徴とする。

【００１１】第６発明は、長手形状を成しているととも
に長手方向に対して直角な断面が枠形状を成している筒
形素材を、プレス装置によって曲げ加工することによ
り、長手方向において所定形状に湾曲させる湾曲成形装
置であって、(a) 前記筒形素材の両端部にそれぞれ一体
的に固設される一対のクランプユニットと、(b) 前記曲
げ加工による前記筒形素材の湾曲に伴って前記一対のク
ランプユニットの姿勢が変化することを許容しつつ、そ
の一対のクランプユニットの相互の接近を制限する位置
決め部材と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】第１発明のバンパリインフォースメント
は、直線状の筒形素材にプレスによる曲げ加工が施され
ることによって曲率半径が３０００ｍｍ以下の湾曲部が
設けられているため、所定の湾曲形状のバンパリインフ
ォースメントをプレス加工を主体として簡単且つ安価に
製造できる。このような湾曲形状のバンパリインフォー
スメントは、第５発明のように筒形素材の両端部を位置
決めした状態でプレスによる曲げ加工を施すことによ
り、バンパリインフォースメントとして要求される強度
を有する金属材料（例えば高張力鋼板など）を使用しつ
つ、湾曲の内周側部分を構成する縦壁部に作用する圧縮
応力が軽減或いは解消して座屈折れが防止され、そのよ
うなプレス加工による製造が可能となったのであり、第
５発明でも実質的に同様の効果が得られる。

【００１２】また、プレスによる曲げ加工によって湾曲
させられているため、第２発明のように曲率半径が異な
る複数の湾曲部を設けることが容易に可能で、例えば両
端部で曲率半径を小さくするなど、車両形状に適合した
湾曲形状とすることができる。

【００１３】第３発明では、筒形素材が、１枚の板材を
曲げ加工して成形されたもので、その筒形素材には、車
両に取り付けるためのブラケットとして機能する凸部が
張出成形により一体に設けられているため、複数の板材
を溶接などで一体的に固設して筒形素材を製造したり、
ブラケットを別体に製造して固定したりする場合に比較
して、バンパリインフォースメントの製造コストが更に
低減される。

【００１４】第４発明は、長手方向に対して直角な断面
がＢ形断面形状を成しており、プレス方向と平行な横壁
部が計４枚になるとともに、プレス方向と直角で湾曲の
外周側に位置する連結部および内周側の縦壁部を共にプ
レス金型で押圧して曲げ加工を行うことができるため、
外周側の縦壁部が良好に引張変形させられるようにな
り、横壁部の座屈を回避しつつプレスによる曲げ加工が
一層良好に行われる。

【００１５】第６発明の湾曲成形装置は、筒形素材の両
端部にそれぞれクランプユニットが一体的に固設される
とともに、それ等のクランプユニットは、曲げ加工によ
る筒形素材の湾曲に伴って姿勢が変化することを許容し
つつ相互の接近が制限されているため、第５発明の湾曲
成形方法を好適に実施することが可能で、第１発明や第
５発明と同様の効果が得られる。また、クランプユニッ
トは、筒形素材の湾曲に伴って姿勢変化できるため、筒
形素材の両端部を一定の姿勢で固定する場合に比較し
て、プレスによる曲げ加工時にクランプユニットによる
把持部に無理な力が働いて筒形素材が破断する恐れがな
く、湾曲成形が一層良好に行われる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明のバンパリインフォースメ
ントは、車両の前側に取り付けられるものでも後側に取
り付けられるものでも良い。筒形素材の断面は、例えば
矩形（長方形や正方形）等の四角形の枠形状が好適に用
いられるが、その枠形状の各壁部は完全に平坦な板状で
ある必要はなく、枠形状の内側への座屈を防止する上で
僅かに外側へ膨出する湾曲形状を成しているものでも良
いし、角部に所定のＲが設けられていても良い。また、
台形の枠形状であっても良いし、湾曲の外周側および／
または内周側に位置する縦壁部がＵ字形状（半円弧形
状）であっても良いなど、四角形以外の種々の形状を採
用できる。枠形状とは閉断面を意味し、第４発明のよう
に複数の枠形状を有するものでも良い。

【００１７】また、筒形素材の長手方向に対して直角な
断面形状は、例えば長手方向の全長に亘って一定とされ
るが、第３発明のように部分的に突き出す凸部が設けら
れたり、枠形状の横幅寸法などが長手方向へ向かうに従
って連続的に変化している連続変化部などが設けられた
りしても良い。

【００１８】第１発明では、曲率半径が３０００ｍｍ以
下の湾曲部を備えていれば良く、曲率半径が３０００ｍ
ｍより大きい湾曲部や直線部が設けられていても差し支
えないとともに、２５００ｍｍ以下や２０００ｍｍ以下
の曲率半径の湾曲部を設けることも可能である。第２発
明では、曲率半径が異なる複数の湾曲部が設けられる
が、第１発明の実施に際しては必ずしもその必要はな
く、一定の曲率半径で湾曲させられているものでも良
い。複数の湾曲部は、単一のプレス工程で設けることが
望ましいが、複数のプレス工程で別々に設けるようにし
ても良い。

【００１９】第３発明の凸部は、湾曲形状の内周側の縦
壁部に設けられてブラケットとして用いられるものであ
るが、筒形素材の状態における突出形状は、プレスによ
る曲げ加工が施されて内周側の縦壁部が湾曲させられる
ことにより、目的形状となるように定められる。例え
ば、プレスによる曲げ加工で内周側の縦壁部が圧縮変形
させられる場合は、その圧縮変形の分だけ余分に張出成
形で突出させるようにすれば良い。なお、他の発明の実
施に際しては、複数の板材を溶接などで一体的に固設し
て筒形素材を製造したり、ブラケットを別体に製造して
固定したりするようになっていても良い。

【００２０】第４発明では、Ｂ形断面のバンパリインフ
ォースメントが採用されているが、このようなバンパリ
インフォースメントについても、第３発明のように１枚
の板材を曲げ加工して成形することができる。例えば、
板材の中央部分で連結部を構成して、その両側にそれぞ
れ断面が矩形の枠形状を成すように折り曲げて角形部を
形成する一方、板材の両端部を連結部まで戻して突き合
わせ、溶接固定すれば良い。また、このようなＢ形断面
の筒形素材にプレスによる曲げ加工を施す場合には、
(a) 一対の枠形状の間の隙間に挿入され、連結部の内側
面に当接して外側へ湾曲させるとともに、その隙間を構
成している一対の枠形状の内側の横壁部を拘束する第１
成形部と、(b) その連結部の両側に設けられた枠形状の
内側縦壁部（湾曲形状の内周側になる縦壁部）に当接し
て枠形状を全体的に外側へ湾曲させるように押圧する一
対の第２成形部と、を有するプレス金型が好適に用いら
れる。更に、一対の枠形状の外側の横壁部を拘束する外
側拘束部を設けることが望ましい。Ｂ形断面以外のバン
パリインフォースメントについても、プレス方向と平行
な横壁部が外側へ膨出或いは座屈しないように拘束する
拘束部を有するプレス金型を用いることが望ましい。

【００２１】第５発明の湾曲成形方法および第６発明の
湾曲成形装置は、筒形素材の長手方向の両端部を位置決
めしてプレス装置により曲げ加工を行うことにより、湾
曲の内周側部分の座屈を防止しつつ所定の湾曲形状に成
形することを特徴とするもので、必ずしも第１発明のよ
うに直線状の筒形素材を用いる必要はなく、ロール成形
などで成形された湾曲形状の筒形素材に更にプレスによ
る曲げ加工を施す場合であっても良い。筒形素材の両端
部の位置決めは、湾曲成形時における両端部の引込みを
完全に阻止するものでも良いが、自由な引込みを制限し
て湾曲形状の内周側に作用する圧縮応力を軽減するもの
であれば良い。また、湾曲形状（曲率半径など）も適宜
定められるし、バンパリインフォースメント以外の長手
形状の筒形成形品を製造する場合にも適用され得る。

【００２２】第５発明を適用してバンパリインフォース
メントを製造する場合の好適な態様は、長手形状を成し
ているとともに長手方向に対して直角な断面が枠形状を
成している車両用のバンパリインフォースメントの製造
方法であって、(a) 前記枠形状と略同じ断面の筒形素材
を製造する筒形素材製造工程と、(b) その筒形素材の長
手方向の両端部を位置決めした状態でプレス装置によっ
て曲げ加工することにより、長手方向において所定形状
に湾曲させる湾曲成形工程と、を有して構成される。

【００２３】第６発明を適用してバンパリインフォース
メントを製造する場合の好適な態様は、長手形状を成し
ているとともに長手方向に対して直角な断面が枠形状を
成している車両用のバンパリインフォースメントを製造
する際に、前記枠形状と略同じ断面の筒形素材をプレス
装置によって曲げ加工することにより、長手方向におい
て所定形状に湾曲させる製造装置であって、(a) 前記筒
形素材の両端部にそれぞれ一体的に固設される一対のク
ランプユニットと、(b) 前記曲げ加工による前記筒形素
材の湾曲に伴って前記一対のクランプユニットの姿勢が
変化することを許容しつつ、その一対のクランプユニッ
トの相互の接近を制限する位置決め部材と、を有して構
成される。

【００２４】第６発明のクランプユニットは、トグル機
構などで中立点を越えた位置でクランプすることによ
り、外力を必要とすることなくクランプ力を維持する自
己保持型のものが好適に用いられるが、シリンダや電動
モータなどでクランプ力を発生するとともにクランプ状
態を維持するクランプユニットを採用することもでき
る。

【００２５】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ
詳細に説明する。図１のバンパリインフォースメント１
０は、車両の前側に取り付けられるもので、図１(a) は
車両への配設状態における平面図、図１の(b) は図１
(a) におけるＢ−Ｂ断面を示す図であり、何れも図の上
方が車両の前方である。このバンパリインフォースメン
ト１０は、長手方向（図１(a) における左右方向）に対
して直角な断面、厳密には湾曲形状の接線方向に対して
直角な断面が、長手方向の全長に亘って図１(b) に示す
断面形状と略同一形状を成しており、図２に示すよう
に、高張力鋼板にて構成されている平坦な１枚の板材１
２を曲げ加工した断面が一定の直線状の筒形素材１４
に、図３に示すプレス装置１６により曲げ加工を施すこ
とにより、中央部が車両の前方へ滑らかに膨出する所定
の湾曲形状に成形されたものである。

【００２６】図１(b) から明らかなように、本実施例の
バンパリインフォースメント１０の断面形状は、長方形
の枠形状を成すように折り曲げられた一対の角形部２
０、２２が上下に離間して略平行に設けられるととも
に、一方の縦壁部２０ａ、２２ａが連結部２４を介して
一体的に連結されたＢ形断面形状を成しているもので、
その一方の縦壁部２０ａ、２２ａが湾曲の外周側、すな
わち車両の前方に位置するようにプレス装置１６による
曲げ加工が施さる。図１(b) の左右方向は、車両への配
設状態における上下方向で、図１(b) の右側の角形部２
０が上方側に位置する。縦壁部２０ａ、２０ｂなどの名
称は、車両への配設状態における姿勢に基づいて定めた
ものである。

【００２７】図２は、長手方向に対して直角な断面の形
状変化を示す図で、長手方向の全長に亘って同じ断面に
なるように、プレスによる曲げ加工が施される。具体的
には、(a) でプレスによる打抜き加工によって長方形の
平板状の板材１２を取り出し、(b) および(c) で板材１
２の幅方向の中央部分１２ｓが連結部２４を構成するよ
うに折り曲げ、(d) 〜(g) で、その中央の連結部２４の
両側にそれぞれ曲げ加工を施して角形部２０、２２を形
成し、連結部２４まで戻して中央部分１２ｓに重ねて突
き合わされた板材１２の両端部を中央部分１２ｓに一体
的に溶接固定すれば良い。角形部２０、２２の各壁部は
完全に平坦な板状ではなく、横壁部２０ｂ、２０ｃ、２
２ｂ、２２ｃは、後工程の湾曲成形時に内側へ座屈する
ことを防止するため、それぞれ枠形状の外側へ僅かに膨
出する湾曲形状を成している。図２の各曲げ工程(a) 〜
(g) は、目的とするバンパリインフォースメント１０と
略同じ断面の直線状の筒形素材１４を製造する筒形素材
製造工程に相当するが、曲げ工程(a) 〜(g) はあくまで
も一例で、必要に応じて適宜変更され得る。

【００２８】そして、このようにして製造された断面が
一定の直線状の筒形素材１４に対して、図３のプレス装
置１６により曲げ加工が施されることにより、図１の
(a) から明らかなように中央部が車両の前方へ滑らかに
膨出するとともに、曲率半径が異なる複数の湾曲部１０
ａ、１０ｂ、１０ｃから成る所定の湾曲形状に成形され
ている。境界Ｌ１とＬ２との間に位置する中央部分の湾
曲部１０ｂの曲率半径Ｒ１は２５００ｍｍ程度で、左右
の両端に位置する湾曲部１０ａ、１０ｃの曲率半径Ｒ２
は１８００ｍｍ程度であり、このように両端の湾曲部１
０ａ、１０ｃが小さな曲率半径Ｒ２で形成されることに
より、旋回性能やデザインなどを考慮して定められる車
両のコーナ形状に適合したバンパリインフォースメント
１０が得られる。

【００２９】図３のプレス装置１６は、位置固定のプレ
ス下型３０に対してプレス上型３２が上下動させられる
ことにより筒形素材１４を曲げ加工するもので、図３の
(a)はプレス加工前の状態で、図３の(b) はプレス上型
３２が下降してプレス上型３２とプレス下型３０との間
で筒形素材１４がプレス加工されている状態であり、図
４は図３(b) におけるIV−IV断面を示す図である。プレ
ス下型３０には、図４から明らかなように、筒形素材１
４の高さ寸法（図４における左右方向寸法）と略同じ幅
寸法の凹所３４が設けられ、その凹所３４内に筒形素材
１４を収容して位置決めすることにより、一対の角形部
２０、２２の外側の横壁部２０ｂ、２２ｂが外側へ膨出
或いは座屈しないように拘束した状態で曲げ加工が行わ
れる。凹所３４の両側の側壁３４ａ、３４ｂは外側拘束
部として機能する。また、凹所３４の底面３４ｃは成形
面として機能するもので、目的とするバンパリインフォ
ースメント１０の前側（図１(a) における上方側）の湾
曲形状と略同じ形状、実際にはスプリングバックなどを
考慮した形状であり、プレス上型３２との間で筒形素材
１４を所定の押圧力で挟圧することにより、前側の縦壁
部２０ａ、２２ａや連結部２４を所定の湾曲形状に成形
する。

【００３０】プレス上型３２は、図４から明らかなよう
に、筒形素材１４の一対の角形部２０、２２の間の隙間
３６と略同じ板厚の第１プレート３８と、一対の角形部
２０、２２の高さ寸法（図４における左右方向寸法）と
略同じ板厚で第１プレート３８の両側に配設される一対
の第２プレート４０、第３プレート４２とから構成され
ており、ボルト等により一体的に固設されている。第１
プレート３８の先端面３８ａは成形面として機能するも
ので、前記凹所３４の底面３４ｃと略同じ形状であり、
先端部３８ｐが隙間３６内に挿入されることにより先端
面３８ａが連結部２４の内側面に当接させられ、先端面
３８ａと底面３４ｃとの間で連結部２４を所定の押圧力
で挟圧して所定の湾曲形状に成形する。また、先端部３
８ｐが隙間３６内に挿入されることにより、一対の角形
部２０、２２の内側の横壁部２０ｃ、２２ｃが外側（隙
間３６側）へ膨出或いは座屈しないように拘束した状態
で曲げ加工が行われる。先端部３８ｐは第１成形部とし
て機能している。なお、第１プレート３８の先端部３８
ｐは、横壁部２０ｃ、２２ｃを拘束するだけで、先端面
３８ａが連結部２４に当接しないようになっていても良
い。

【００３１】第２プレート４０、第３プレート４２の先
端面４０ａ、４２ａは成形面として機能するもので、そ
れぞれ目的とするバンパリインフォースメント１０の後
側（図１(a) における下方側）の湾曲形状と略同じ形
状、実際にはスプリングバックなどを考慮した形状であ
り、第１プレート３８の先端面３８ａが連結部２４に当
接させられるのと略同時に角形部２０、２２の後側縦壁
部２０ｄ、２２ｄに当接させられるようになっており、
先端面４０ａ、４２ａと底面３４ｃとの間で角形部２
０、２２を所定の押圧力で挟圧して所定の湾曲形状に成
形する。後側縦壁部２０ｄ、２２ｄは湾曲形状の内周側
になる内側縦壁部に相当し、第２プレート４０、第３プ
レート４２の先端部は、枠形状の角形部２０、２２を全
体的に外側へ湾曲させるように押圧する一対の第２成形
部として機能している。

【００３２】プレス装置１６はまた、筒形素材１４の両
端部を把持して湾曲成形時における自由な引込みを制限
する一対の位置決め装置５０、５２を備えている。図５
は、一方の位置決め装置５０のクランプユニット５４を
分解して示す斜視図で、図６は、クランプユニット５４
を筒形素材１４に対して着脱する着脱装置５６を含む一
部を切り欠いた平面図、図７は一部を切り欠いた正面図
である。なお、他方の位置決め装置５２は、位置決め装
置５０と対称的に構成されており、詳しい説明を省略す
る。プレス装置１６および位置決め装置５０、５２を含
んで湾曲成形装置が構成されている。

【００３３】図５〜図７において、クランプユニット５
４は筒形素材１４の端部に一体的に固設されるもので、
前記プレス下型３０に配設された一対の回転支点ピン５
８と共に位置決め装置５０を構成している。回転支点ピ
ン５８は、筒形素材１４が曲げ加工される湾曲平面（図
７の紙面と平行な平面）に対して直交するとともに、プ
レス下型３０によって支持される曲げ加工前の直線状の
筒形素材１４の中心線Ｓ上に中心が略位置するように、
プレス下型３０の一対の側壁部３０ａ、３０ｂに中心ま
わりの回転自在に配設されており、プレス下型３０の側
方（図７の左方向）へ突き出す外周部に上記クランプユ
ニット５４が当接させられることにより、筒形素材１４
の端部に固設されたクランプユニット５４が曲げ加工に
よる筒形素材１４の湾曲に伴って図１０に示すように姿
勢変化することを許容しつつ、クランプユニット５４が
プレス装置１６の内側へ引き込まれないように位置決め
する。すなわち、回転支点ピン５８は、一対の位置決め
装置５０、５２のクランプユニットの相互の接近を制限
する位置決め部材として機能する。

【００３４】図６におけるVIII−VIII断面を示す図８か
らも明らかなように、クランプユニット５４は、連結ピ
ン６０によって開閉可能に連結される一対の把持爪６
２、６４と、同じく連結ピン６０に配設されるとともに
筒形素材１４の一対の角形部２０、２２内に挿入される
一対の挿入部６６ａ、６６ｂ（図６参照）が一体に設け
られた中子６６と、一対の把持爪６２、６４を開閉する
トグル機構６８とを備えている。そして、トグル機構６
８の駆動ピン７０が図９に示すように後退させられる
と、一対の把持爪６２、６４が開かれ、その状態で中子
６６の一対の挿入部６６ａ、６６ｂを筒形素材１４の一
対の角形部２０、２２内に挿入した後、駆動ピン７０を
中子６６に接近させると、図８に示すように把持爪６
２、６４が閉じられ、中子６６の挿入部６６ａ、６６ｂ
との間で筒形素材１４の縦壁部２０ｄ、２２ｄ、２０
ａ、２２ａを把持して、摩擦力により一体的に固設され
る。

【００３５】連結ピン６０には、中子６６の両側に一対
の受金７２が配設されており、この受金７２が前記回転
支点ピン５８の外周面に当接させられることにより、上
記挿入部６６ａ、６６ｂの挿入量が規定される。また、
トグル機構６８は、図８に示すようにリンクが中子６６
の後端面６６ｃに当接するまで駆動ピン７０が押圧され
ると、中立点を越えてロックされ、駆動ピン７０に対す
る押圧力（外力）を解除してもクランプ状態が自己保持
されるようになっている。したがって、このようにクラ
ンプユニット５４が筒形素材１４の端部に固設された状
態で、前記プレス装置１６のプレス上型３２が下降させ
られて筒形素材１４が所定の湾曲形状に曲げ加工される
と、その筒形素材１４の湾曲に伴ってクランプユニット
５４は筒形素材１４の端部と一体的に姿勢変化させられ
るとともに、回転支点ピン５８との当接により筒形素材
１４の端部がプレス装置１６の内側へ引き込まれないよ
うに位置決めする。このように筒形素材１４の引込みが
防止されると、湾曲形状の内周側になる後側縦壁部２０
ｄ、２２ｄに作用する圧縮応力が軽減または解消し、そ
の後側縦壁部２０ｄ、２２ｄの座屈折れによる成形不良
が防止される。このように筒形素材１４の両端部を位置
決めしてプレス装置１６により曲げ加工する工程は、湾
曲成形工程に相当する。

【００３６】なお、上記一対の受金７２を中子６６と一
体に構成するようにしても良いし、回転支点ピン５８を
設ける代わりに、プレス下型３０や受金７２に円弧形状
等の突部を一体に設けるようにしても良い。

【００３７】図６および図７に戻って、前記着脱装置５
６は、前記中心線Ｓと平行な方向すなわち図６、図７に
おける左右方向の移動可能に配設された移動部材７４
と、その移動部材７４に、同じく中心線Ｓと平行な方向
の相対移動可能に配設された駆動部材７６とを備えてお
り、駆動部材７６はクランプ駆動源として移動部材７４
に配設された開閉シリンダ７８により直線往復移動させ
られる。移動部材７４は、クランプユニット５４の両側
に位置する一対の側壁８０を備えているとともに、それ
等の側壁８０には、前記連結ピン６０を中心線Ｓと略同
じ高さ位置で保持するとともに、湾曲成形時の姿勢変化
に伴って連結ピン６０が上方へ変位することを許容する
切欠状のピン受け８２が設けられており、図９に示すよ
うにクランプユニット５４が開放されている状態で、そ
のクランプユニット５４と共にプレス下型３０に対して
接近離間させられる。

【００３８】駆動部材７６は、トグル機構６８の両側に
位置する一対の側壁８４を備えているとともに、それ等
の側壁８４には、前記駆動ピン７０を受け入れるととも
に、湾曲成形時のクランプユニット５４の姿勢変化に伴
って駆動ピン７０が上方へ変位することを許容する切欠
８６が設けられている。そして、開閉シリンダ７８によ
り移動部材７４更にはクランプユニット５４に対して相
対移動させられると、駆動ピン７０を中子６６に対して
接近離間させ、クランプユニット５４を図８に示すクラ
ンプ状態にしたり、図９に示す開放状態にしたりする。
プレス装置１６による湾曲成形時には、駆動部材７６に
よる駆動ピン７０の押圧は解除され、駆動部材７６に対
する駆動ピン７０の相対移動が許容される。

【００３９】このように、本実施例では、直線状の筒形
素材１４の両端部を位置決め装置５０、５２により位置
決めした状態でプレス装置１６による曲げ加工を施すこ
とにより、バンパリインフォースメント１０として要求
される強度を有する金属材料、本実施例では高張力鋼板
を使用しつつ、湾曲の内周側部分を構成する後側縦壁部
２０ｄ、２２ｄに作用する圧縮応力が軽減或いは解消し
て座屈折れが防止され、図１に示すように曲率半径Ｒ
１、Ｒ２が何れも３０００ｍｍ以下の湾曲部１０ａ、１
０ｂ、１０ｃを有する所定の湾曲形状のバンパリインフ
ォースメント１０を、プレス加工を主体として簡単且つ
安価に製造できる。

【００４０】また、プレスによる曲げ加工で湾曲形状が
成形されるため、曲率半径が異なる複数の湾曲部を設け
ることが容易に可能で、車両形状に適合した湾曲形状と
することができる。本実施例では中央部分の湾曲部１０
ｂの曲率半径Ｒ１≒２５００ｍｍに対して左右の両端に
位置する湾曲部１０ａ、１０ｃの曲率半径Ｒ２≒１８０
０ｍｍで、このように両端の湾曲部１０ａ、１０ｃが小
さな曲率半径Ｒ２で形成されることにより、旋回性能や
デザインなどを考慮して定められる車両のコーナ形状に
適合したバンパリインフォースメント１０が得られる。

【００４１】また、本実施例の筒形素材１４は、１枚の
板材１２を曲げ加工して成形されたものであるため、複
数の板材を溶接などで一体的に固設して筒形素材を製造
する場合に比較して、バンパリインフォースメント１０
の製造コストが更に低減される。

【００４２】また、本実施例のバンパリインフォースメ
ント１０は、長手方向に対して直角な断面がＢ形断面形
状を成しており、プレス方向と平行な横壁部２０ｂ、２
０ｃ、２２ｂ、２２ｃが計４枚になるとともに、プレス
方向と直角で湾曲の外周側に位置する連結部２４および
内周側の後側縦壁部２０ｄ、２２ｄを共にプレス上型３
２で押圧して曲げ加工を行うことができるため、外周側
の前側縦壁部２０ａ、２２ａが良好に引張変形させられ
るようになり、横壁部２０ｂ、２０ｃ、２２ｂ、２２ｃ
の座屈を回避しつつプレス装置１６による曲げ加工が一
層良好に行われる。

【００４３】また、本実施例の位置決め装置５０、５２
は、筒形素材１４の両端部にそれぞれクランプユニット
５４を一体的に固設するとともに、それ等のクランプユ
ニット５４は、曲げ加工による筒形素材１４の湾曲に伴
って姿勢変化することが許容されつつ回転支点ピン５８
により互いに接近不能に位置決めされるようになってい
るため、筒形素材１４の両端部を一定の姿勢で固定する
場合に比較して、プレス装置１６による曲げ加工時にク
ランプユニットによる把持部に無理な力が働いて筒形素
材１６が破断する恐れがなく、湾曲成形が一層良好に行
われる。

【００４４】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通す
る部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。

【００４５】図１１は、前記クランプユニット５４の中
子６６に開閉シリンダ９０を一体的に配設し、その開閉
シリンダ９０により駆動ピン７０を駆動してクランプ、
アンクランプを行う場合で、位置決め装置５０、５２が
コンパクトに構成される。

【００４６】図１２〜図１４は、それぞれ前記クランプ
ユニット５４の一対の把持爪６２、６４と筒形素材１４
との係合形態の別の例を示す図で、(a) は前記図８に対
応する断面図、(b) は筒形素材１４の一端部を示す斜視
図である。図１２は、筒形素材１４の角形部２０、２２
の長手方向の端部に係合穴９２を設ける一方、クランプ
ユニット５４の一対の把持爪６２、６４に、係合穴９２
内に入って係合させられる係合突起９４を設けた場合
で、小さなクランプ力で筒形素材１４の端部を確実にク
ランプして位置決めできる。

【００４７】図１３は、筒形素材１４の角形部２０、２
２の長手方向の端部をそれぞれ拡大して拡大部９６を設
ける一方、クランプユニット５４の一対の把持爪６２、
６４および中子６６に、拡大部９６に対応する段差９
８、１００を設けた場合で、段差９８と１００との間で
拡大部９６の段差部分を挟圧することにより、小さなク
ランプ力で筒形素材１４の端部を確実にクランプして位
置決めできる。

【００４８】図１４は、筒形素材１４の角形部２０、２
２の長手方向の端部にそれぞれ内側へ凹んだビード１０
２を設ける一方、クランプユニット５４の一対の把持爪
６２、６４および中子６６に、ビード１０２に対応する
突起１０４、段差１０６を設けた場合で、突起１０４と
段差１０６との間でビード１０２を挟圧することによ
り、小さなクランプ力で筒形素材１４の端部を確実にク
ランプして位置決めできる。

【００４９】図１５のバンパリインフォースメント１１
０は、前記バンパリインフォースメント１０と同様に曲
率半径が２５００ｍｍ程度の中央部分の湾曲部１１０ｂ
と、その湾曲部１１０ｂの両側に連続して設けられた曲
率半径が１８００ｍｍ程度の湾曲部１１０ａ、１１０ｃ
とから構成されているとともに、両側の湾曲部１１０ａ
および１１０ｃの内周側の後側縦壁部（図の下側の壁
部）には、車両のサイドメンバ２０２に取り付けるため
のブラケットとして機能する一対の凸部１１２、１１４
が一体に設けられている。この凸部１１２、１１４は、
図１６に示す筒形素材１１６の段階で既に設けられてお
り、具体的には、前記図２の筒形素材製造工程における
(a) の打抜き加工と同時、或いはその前後に、プレスに
よる張出成形によって設けられる。筒形素材１１６の状
態における凸部１１２、１１４の突出形状は、プレス装
置１６による曲げ加工が施されて内周側の縦壁部が湾曲
させられることにより、目的形状となるように定められ
ており、内周側の縦壁部が圧縮変形させられる場合は、
その圧縮変形の分だけ余分に突出するように張出成形が
施される。図１７は、上記バンパリインフォースメント
１１０を湾曲成形するために用いられるプレス装置１６
のプレス上型１１８を示す図で、前記プレス上型３２に
比較して両側の第２プレート４０および第３プレート４
２の先端面４０ａ、４２ａには、凸部１１２、１１４と
干渉しないように逃げ１２０が設けられている。

【００５０】このようなバンパリインフォースメント１
１０によれば、車両に取り付けるためのブラケットとし
て機能する凸部１１２、１１４が張出成形により一体に
設けられているため、ブラケットを別体に製造して固定
する場合に比較して、バンパリインフォースメント１１
０の製造コストが更に低減される。

【００５１】図１８は、前記図７に対応する図で、位置
決め部材として機能する回転支点ピン１２４の中心位置
Ｏが、前記中心線Ｓ上であって、湾曲成形前の筒形素材
１４を支持するプレス下型３０の端部の支持点Ｑの真上
に位置する第１位置Ｏ₁ と、その端部において底面３４
ｃに対して垂直な線との交点である第２位置Ｏ₂ 、との
間の中間位置（中央）に設定されている。このようにす
れば、受金７２と回転支点ピン１２４との当接部の滑り
を抑制でき、それ等の当接部の摩耗が軽減されるととも
に、クランプユニット５４の姿勢変化、更にはプレス装
置１６による湾曲成形が円滑に行われる。

【００５２】なお、回転支点ピン１２４の大きさは適宜
定められるし、クランプユニット５４を上記中心位置Ｏ
を中心として回動可能に配設するようにしても良い。ク
ランプユニット５４の回動中心は、支持点Ｑと中心位置
Ｏとを結ぶ直線Ｌ_O 上であれば、中心線Ｓとの交点以外
であっても良く、このクランプユニット５４の回動中心
位置の設定により、湾曲成形時における筒形素材１４の
内周側および外周側の圧縮変形や引張変形の変形量を調
整できる。

【００５３】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であ
り、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良
を加えた態様で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるバンパリインフォース
メントを示す図で、(a) は平面図、(b) は(a) における
Ｂ−Ｂ断面図である。

【図２】図１のバンパリインフォースメントの筒形素材
を製造する工程を説明する図である。

【図３】図２の筒形素材製造工程で製造された筒形素材
にプレスによる曲げ加工を施して湾曲成形するプレス装
置の概略構成を示す断面図で、(a) は湾曲成形前の状
態、(b) は湾曲成形時の状態である。

【図４】図３の(b) におけるIV−IV断面を示す図であ
る。

【図５】図３のプレス装置に備えられている位置決め装
置のクランプユニットを分解して示す斜視図である。

【図６】図３のプレス装置に備えられている位置決め装
置の一部を切り欠いた平面図である。

【図７】図６の位置決め装置の一部を切り欠いた正面図
である。

【図８】図６におけるVIII−VIII断面を示す図である。

【図９】図８のクランプユニットが開放された状態を示
す断面図である。

【図１０】図８のクランプユニットが筒形素材の湾曲成
形に伴って姿勢変化させられた状態を示す断面図である

【図１１】図６の位置決め装置において、クランプユニ
ットを開閉するシリンダを中子に配設した場合を示す断
面図である。

【図１２】クランプユニットと筒形素材との係合形態の
別の例を示す図で、(a) は断面図、(b) は筒形素材の端
部の斜視図である。

【図１３】クランプユニットと筒形素材との係合形態の
更に別の例を示す図で、(a) は断面図、(b) は筒形素材
の端部の斜視図である。

【図１４】クランプユニットと筒形素材との係合形態の
更に別の例を示す図で、(a) は断面図、(b) は筒形素材
の端部の斜視図である。

【図１５】本発明が適用されたバンパリインフォースメ
ントの別の例を示す平面図である。

【図１６】図１５のバンパリインフォースメントの筒形
素材を示す平面図である。

【図１７】図１５のバンパリインフォースメントの製造
に用いられるプレス金型を示す正面図である。

【図１８】クランプユニットを位置決めする回転支点ピ
ンの配設位置の別の例を説明する図で、図７に対応する
図である。

【図１９】従来のバンパリインフォースメントの一例を
説明する図で、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ−
Ｂ断面を示す図である。

【図２０】図１９のバンパリインフォースメントを車体
に取り付ける際の配設形態を説明する平面図である。

【符号の説明】

１０、１１０：バンパリインフォースメント １０
ａ、１０ｂ、１０ｃ、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ：
湾曲部 １２：板材 １４、１１６：筒形素材
１６：プレス装置 ５０、５２：位置決め装置 ５
４：クランプユニット ５８、１２４：回転支点ピン
（位置決め部材） １１２、１１４：凸部 Ｒ１、
Ｒ２：曲率半径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田口 忠美 愛知県豊田市トヨタ町６番地 株式会社協 豊製作所内 (72)発明者 栗山 博 愛知県豊田市トヨタ町６番地 株式会社協 豊製作所内 (72)発明者 加藤 智 愛知県豊田市トヨタ町６番地 株式会社協 豊製作所内 (72)発明者 福島 啓市 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 4E063 AA01 AA11 BA01 MA07 MA19

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長手形状を成しているとともに長手方向
   に対して直角な断面が枠形状を成している車両用のバン
   パリインフォースメントであって、 前記枠形状と略同じ断面の直線状の筒形素材にプレスに
   よる曲げ加工が施されることにより曲率半径が３０００
   ｍｍ以下の湾曲部が設けられていることを特徴とするバ
   ンパリインフォースメント。
2. 【請求項２】 前記プレスによる曲げ加工が施されるこ
   とにより曲率半径が異なる複数の湾曲部が設けられてい
   ることを特徴とする請求項１に記載のバンパリインフォ
   ースメント。
3. 【請求項３】 前記筒形素材は、１枚の板材を曲げ加工
   して成形されたもので、該筒形素材には、車両に取り付
   けるためのブラケットとして機能する凸部が張出成形に
   より一体に設けられていることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載のバンパリインフォースメント。
4. 【請求項４】 長手方向に対して直角な断面は、矩形の
   枠形状が上下に離間して一対設けられるとともに一方の
   縦壁部が連結部を介して一体的に連結されたＢ形断面形
   状を成しているもので、該一方の縦壁部が前記湾曲の外
   周側に位置するように前記プレスによる曲げ加工が施さ
   れていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に
   記載のバンパリインフォースメント。
5. 【請求項５】 長手形状を成しているとともに長手方向
   に対して直角な断面が枠形状を成している筒形素材を、
   プレス装置によって曲げ加工することにより、長手方向
   において所定形状に湾曲させる湾曲成形方法であって、 前記筒形素材の長手方向の両端部を位置決めした状態で
   プレス装置によって曲げ加工することを特徴とする湾曲
   成形方法。
6. 【請求項６】 長手形状を成しているとともに長手方向
   に対して直角な断面が枠形状を成している筒形素材を、
   プレス装置によって曲げ加工することにより、長手方向
   において所定形状に湾曲させる湾曲成形装置であって、 前記筒形素材の両端部にそれぞれ一体的に固設される一
   対のクランプユニットと、 前記曲げ加工による前記筒形素材の湾曲に伴って前記一
   対のクランプユニットの姿勢が変化することを許容しつ
   つ、該一対のクランプユニットの相互の接近を制限する
   位置決め部材と、 を有することを特徴とする湾曲成形装置。