JP2005059719A - 押出材製の部品及びその製法 - Google Patents

Abstract

【課題】中空部を有する閉断面を、中空部が延びる方向において所望の形状に簡単に形成できる押出材製の部品及びその製法を提供する。
【解決手段】ブレイス１０は、第１の工程として、中空部２３を有する断面２２が押出方向Ｆに一定形状で連続する第１の押出材２１を、断面２２を保って分割することにより基本材１６を形成する。第２の工程として、中空部５２を有する断面５１が押出方向Ｆに一定形状で連続する第２の押出材５０を、断面５１が押出方向Ｆで異形になるように中空部５２で対になるように分割することにより、その分割で形成される接合面６４が基本材１６の右壁４１に閉断面になるように固定される副材２０を形成する。第３の工程として、副材２０の接合面６４を基本材１６の右壁４１に接合する。ブレイス１０は、上記第１工程から第３工程を経て形成される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、押出材を分割して形成される複数の分割片を、互いに接合して形成される押出材製の部品及びその製法に関する。

例えば、自動車のフレームに用いられる補強材を、鋳造で成形される部品を用いて構成することがある。補強材は、軽量で荷重が作用する方向に所定の剛性が必要であり、荷重が作用する方向と対向する断面が中空の閉断面である必要がある。しかし、鋳造では型を抜く作業があり、閉断面を形成することは難しくなる。

一方、押出加工で成形される押出材を用いて、簡単に閉断面を有する部品を形成することができる。詳しくは、押出材は、押出方向に延びる中空部を備えていて押出方向に直角な断面が閉断面となるものがあり、その押出材を、例えば押出方向に直行する方向に分割して形成される。さらに、上記のように押出材から形成される複数の部品を、それぞれ押出方向に沿う側部同士を接合して構成される接合部品を用いることがある（例えば、特許文献１。）。
特開平１１−３４７７５４号公報（図１，４−９）

しかし、上記のように構成される接合部品は、押出方向に直角な方向の閉断面が一定形状になる。このため、押出方向に直角な方向の断面が所望の形状であることが望まれる場合は、上記のように構成される接合部品では対応できない。

従って、本発明の目的は、中空部を有する閉断面を、中空部が延びる方向に所望の形状に簡単にかつ歩留よく形成できる押出材製の部品及びその製法を提供することにある。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の押出材製の部品では、中空部を有する断面が押出方向に一定形状で連続する第１の押出材を前記断面を保って分割することにより第１の部材を形成し、中空部を有する断面が押出方向に一定形状で連続する第２の押出材を前記第２の押出材の前記断面が押出方向で異形になるように前記第２の押出材の前記中空部で対になるように分割することにより第２の部材を形成し、その分割によって形成される前記第２の部材の開放端を前記第１の押出材の側部に閉断面になるように接合する。

また、１つの第１部材と１つの第２の部材とから形成される押出材製の部品を簡単に形成するために、請求項２に記載の押出材製の部品では、１つの前記第２の部材を１つの前記第１の部材に接合する。

また、１つの第１部材と２つの第２の部材とから形成される押出材製の部品を簡単に形成するために、請求項３に記載の押出材製の部品では、２つの前記第２の部材を共通の前記第１の部材に接合する。

また、同一形状の押出材製の部品を効率よく形成するために、請求項３の押出材製の部品では、前記第１の部材を同一形状に複数形成し、前記第２の部材を同一形状に複数形成する。

また、中空部を有する断面が中空部が延びる方向に対して垂直一方向に広がる略台形状のブロックを形成するために、請求項５に記載の押出材製の部品では、前記第１の押出材を押出方向に対して垂直方向に直線状に分割することにより前記第１の部材を形成し、前記第２の押出材を押出方向に対して傾斜を有して直線状に分割することにより前記第２の部材を形成する。

また、効率良く押出材製の部品を形成するために、請求項６に記載の押出材製の部品の製法では、中空部を有する断面が押出方向に一定形状で連続する第１の押出材を、前記断面を保って分割することにより第１の部材を形成する第１の工程と、中空部を有する断面が押出方向に一定形状で連続する第２の押出材を、前記第２の押出材の前記断面が押出方向で異形になるように、前記第２の押出材の前記中空部で対になるように分割することにより第２の部材を形成する第２の工程と、前記第２の部材の前記中空部での分割によって形成される前記第２の部材の開放端を前記第１の部材の側部に閉断面を形成するように接合する第３の工程とを具備する。

請求項１に記載の発明によれば、第２の部材の形状を調節するだけで、押出材製の部品の中空部を有する閉断面の形状を調節できるので、押出材製の部品の中空部を有する閉断面を、中空部が延びる方向に所望の形状に簡単に形成することができる。また、第２の押出材を対になるように分割することにより歩留よく第２の部材が形成されるので、押出材製の部品が歩留よく得られる。

請求項２に記載の発明によれば、上記効果に加えて、第１の部材と第２の部材とをそれぞれ１つづつ用いて形成される押出材製の部品を簡単に形成することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、１つの第１の部材と２つの第２の部材とを用いて形成される押出材製の部品を簡単に形成することができる。

請求項４に記載の発明によれば、上記効果に加えて、複数形成される第１の部材は、それぞれが同一形状であり、複数形成される第２の部材は、それぞれが同一形状になるので、効率よく同一形状の押出材製の部品を形成することができる。

請求項５に記載の発明によれば、上記効果に加えて、第１の部材は、第１の押出材を押出方向に対して垂直方向に直線状に分割することにより形成され、第２の部材は、第２の押出材を押出方向に対して傾斜を有して直線状に分割することにより押出方向に対して垂直な断面が一方向に広がる形状に形成される。このため、略台形状の押出材製の部品を形成することができる。

請求項６に記載の発明によれば、中空部が延びる方向に所望の閉断面形状を有する部品が効率よく形成できる。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態の押出材製の部品およびその製法について、図１から図５を参照して説明する。図１は自動車のアンダーボディ構造を示している。アンダーボディ構造は、矢印Ａで示す車体進行方向に沿って延びる一対のサイドメンバ１１を有し、両サイドメンバ１１の間に複数のクロスメンバ１２を有し、両サイドメンバ１１の車体の幅方向外側にそれぞれサイドシル１３を有している。両サイドシル１３の車体進行方向前方には、フロントタイヤ１４が配置されている。

両サイドシル１３の車体進行方向前側と、該箇所と対向する両サイドメンバ１１との間には、それぞれブレイス１０がサイドシル１３とサイドメンバ１１とに連結されて、例えば溶接されて固定されている。ブレイス１０は、車体の幅方向外側からの所定値以上の荷重（例えば、衝突などの場合などによる荷重）が作用すると、つぶれるなど変形することでその荷重を吸収する。そのため、ブレイス１０は、作用する荷重が所定値より小さい場合にはつぶれるなどの変形が発生しないように、荷重が作用する方向と直角な方向の面を閉断面にして所定の剛性を持たせている。

さらに、ブレイス１０は、フロントタイヤ１４が向きを変える際にフロントタイヤ１４の後端が描く円弧状の軌跡Ｌ（２点鎖線で示す）を避けるように、フロントタイヤ１４と対向する傾斜部１５が車体進行方向とは反対側に傾いて形成されている。このような形状のブレイス１０には、本発明である押出材製の部品が用いられる。

ブレイス１０は、図２に示すように、ブレイス１０の大部分を占める第１の部材である基本材１６と、ブレイス１０の傾斜部１５を有して基本材１６に組み付く、第２の部材である副材２０とから形成されている。

基本材１６は、例えばアルミ材などの素材を材料に押出加工で成形される第１の押出材２１から形成されている。第１の押出材２１は、例えば図３に示すように、押出方向（矢印Ｆで示す）に対して垂直方向の断面２２が略矩形状であって、断面２２の内部には、略矩形の中空部２３を有している。第１の押出材２１は、断面２２が一定形状で押出方向に延びる形状であって、周壁２６が略矩形の筒形状をしている。

第１の押出材２１の周壁２６は、対向する上壁２４と下壁３３とを有している。第１の押出材２１は、押出方向Ｆを前として前後方向を定め、下壁３３に対して上壁２４が位置する方を上として、上下左右方向を定める。上壁２４は、例えば押出方向Ｆに沿う左縁２５に上壁２４に面一に延びるフランジ３０が設けられている。

第１の押出材２１の周壁２６は、左右方向に対向する右壁３１と左壁３２とを有している。左壁３２と右壁３１とは、上下方向に長さＬ１を有しており、上壁２４と下壁３３とは、左右方向に長さＬ２を有している（フランジ３０の長さは、含まれていない。）。なお、作図の都合上、第１の押出材２１は、途中を分割されて示されている。

基本材１６は、第１の押出材２１を、例えば前後方向に所定間隔Ｌ３を置いて左右方向に沿って示される切取線Ｘ（１点鎖線で示される）に沿って分割して複数形成されており、第１の押出材２１の形状をほぼそのまま利用した略矩形の筒形状であって、それぞれ同一形状に形成されている。なお、図２に示すように、第１の押出材２１の上壁２４に対応する基本材の周壁３６の一部を上壁３４とする。同様に第１の押出材２１の下壁３３と左壁３２と右壁３１と対応して基本材１６の下壁３５と左壁４０と右壁４１とを定める。

副材２０は、例えばアルミ材などの素材を材料に押出加工で成形される第２の押出材５０から形成されている。第２の押出材５０は、例えば図４に示すように、押出方向（矢印Ｆで示す）に対して垂直方向の断面５１が略矩形状であって、断面５１の内部には、略矩形の中空部５２を有している。第２の押出材５０は、断面５１が一定形状で押出方向に延びる形状であって、周壁５６が略矩形の筒形状をしている。

第２の押出材５０の周壁５６は、対向する上壁５３と下壁６３とを有している。第２の押出材５０は、押出方向Ｆを前として前後方向を定め、下壁６３に対して上壁５３が位置する方を上として、上下左右方向を定める。上壁５３は、例えば押出方向Ｆに沿う左右両縁５４に上壁５３に面一に延びるフランジ５５が設けられている。

第２の押出材５０の周壁５６は、左右方向に対向する右壁６０と左壁６１とを有している。右壁６０と左壁６１とは、上下方向に長さＬ１を有していて第１の押出材の上下方向と同じ長さであり、上壁５３と下壁６３とは、左右方向に長さＬ４を有している（フランジ５５の長さは、含まれていない。）。なお、作図の都合上、第２の押出材５０は、途中を分割されて示されている。

副材２０は、図４と図５に示すように、基本材１６の右壁４１に組み合う接合面６４を形成する切取線Ｙ（１点鎖線で示される）と、組み合ったときに基本材１６の前後両端面６５，６６に面一になる分割面７０を形成する切取線Ｚ（３点鎖線で示される）とに沿って第２の押出材５０を分割して形成される。副材２０は、図２に示すように、第２の押出材５０の上壁５３と下壁６３に対応する壁をそれぞれ上壁７１と下壁７２とする。

各切取線Ｙは、同一傾斜を有している。切取線Ｙは、第２の押出材５０の中空部５２の内側に収まるように示されており、長さＬ３を有している。このため、接合面６４は、図５に示すように、副材２０の上壁７１と下壁７２との間に中空部５２が位置して形成される開放端になる。

また、副材２０のフランジ５５は、図２に示すように、ブレイス１０の傾斜部１５になる。このため、切取線Ｙは、図４に示すように、後から前方向に向かうにつれて右側に傾いており、切取線Ｙに対してフランジ５５は傾斜を有している。この際、切取線Ｙは、切取線Ｙを挟んで左右に分割される分割片がそれぞれ同一形状の副材２０になるように、切取線Ｚの位置Ｐ１と、該切取線Ｚと対向する切取線Ｚの位置Ｐ２とを直線状に結んで示されている。すなわち、位置Ｐ１を有する切取線Ｚの左側一端から位置Ｐ１までの距離はＬ５であり、位置Ｐ２を有する切取線Ｚの右側一端から位置Ｐ２までの距離はＬ５となる。

各切取線Ｚは、押出方向に対して同一傾斜を有している。切取線Ｚは、分割面７０が基本材１６の前後両端面６５，６６と面一になるので、切取線Ｙと直角をなしている。すなわち、切取線Ｙが押出方向に前後方向に対して傾斜を有しているので、切取線Ｚも前後方向に対して傾斜を有している。これにより、複数形成される副材２０は、略台形状であって、それぞれ同一形状になる。なお、ブレイス１０は、基本材１６の上下左右に対応して方向を定義する。

ブレイス１０は、第１の工程として、図３に示すように、第１の押出材２１を切取線Ｘに沿って分割して基本材１６を形成する。第２の工程として、図４に示すように、例えば、先ず第２の押出材５０を切取線Ｚに沿って分割し、次いで、切取線Ｙに沿って分割して副材２０を形成する。

第３の工程として、図５に示すように、基本材１６の右壁４１と副材２０の接合面６４とを対向させる。次いで、基本材１６の前後両端面６５，６６が副材２０のそれぞれ分割面７０と面一になるように、かつ基本材１６の上壁３４と副材２０の上壁７１とが面一になるように基本材１６と副材２０の位置を合わせる。次いで、基本材１６の右壁４１に副材２０の接合面６４を構成する上壁７１の端部７１ａと下壁７２の端部７２ａとを密着させて、例えば突合せ溶接して固定することで形成されている。

上記のように構成されるブレイス１０は、図２に示すように、基本材１６の中空部２３を有して閉断面である断面２２に、副材２０の接合面６４に垂直な開断面である断面８０が接合されて全体として閉断面である断面８１を形成しており、この断面８１は、前から後にかけて広がっている。

このように、ブレイス１０は、基本材１６と副材２０とを用いて、かつ副材２０の切取線Ｙの傾斜を調節するだけで断面８１の形状が調節される。このため、切取線Ｙの傾斜を調節するだけで所望の形状のブレイス１０を簡単に形成することができる。

また、切取線Ｙを挟んで分割される一対の分割片は、それぞれ副材２０になるので、１つの基本材１６と１つの副材２０とから形成されるブレイス１０を材料の歩留をよくしてかつ簡単に形成することができる。しかも、基本材１６は、それぞれ同一形状であり、副材２０は、それぞれ同一形状になるので、同一形状のブレイス１０を効率よく形成することができる。

また、第１の押出材２１を左右方向に沿って分割して基本材１６を略直方体に形成し、第２の押出材５０を中空部５２で前後方向に対して斜めに直線状に分割して副材２０を形成している。このため、副材２０は、接合面６４に沿って断面８０が広がる略台形状に形成されるので、傾斜部１５を有する略台形状のブレイス１０を形成することができる。

また、第１の押出材２１と第２の押出材５０の各々の上下方向の長さは等しく、基本材１６の右壁４１と副材２０の接合面６４との大きさは等しくなり、副材の上壁７１の端部７１ａと下壁７２の端部７２ａとが基本材１６の右壁４１に密着するので、副材２０を基本材１６に強固に固定することができる。すなわち、ブレイス１０の補強材としての効果がより高めることができる。

また、第１の押出材２１は、フランジ３０が設けられており、第２の押出材５０は、フランジ５５が設けられており、ブレイス１０はフランジ３０とフランジ５５とを有している。このため、例えば、ブレイス１０やサイドメンバ１１の上にフロアパネルが乗る場合は、ブレイス１０の上壁８５（基本材１６の上壁３４と副材２０の上壁７１とに対応している。）がフロアパネルと接触するので、フランジ３０とフランジ５５の分、接触面積が広くなる。すなわち、例えば、フロアパネルを溶接して固定する場合などは、溶接面積が広くできるのでフロアパネルを強固に固定することができる。

また、ブレイス１０を第１〜３の工程を経て形成することにより、効率よくブレイス１０を形成することができる。

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態の押出材製の部品及びその製法について、図６から図１０を参照して説明する。第２の実施形態のブレイス９０は、図６に示すように、基本材９１を挟んで両側に副材９２を有しており、基本材９１を挟んで両側に傾斜部１５を有する対象な略台形状をしている。

基本材９１は、第１の押出材９３を第１の実施形態と同様に切取線Ｘに沿って分割することにより形成される。第１の押出材９３は、図７に示すように、第１の実施形態の第１の押出材２１がフランジ３０を有さない形状である。

副材９２は、第２の押出材９４を第２の実施の形態と同様に切取線Ｙと切取線Ｚとに沿って分割することにより形成される。第２の押出材は、図８に示すように、第２の実施形態の第２の押出材５０がフランジ５５を有さない形状である。

なお、第１の実施形態と同様の部分は、同一な符号を付して説明を省略し、方向の定義も同様にする。また、ブレイス９０を形成する第１の工程と第２の工程も第１の実施形態と同様であるのでここでの説明を省略する。

ブレイス９０を形成する第３の工程は、図９に示すように、先ず、例えば、基本材９１の右壁４１と副材９２の接合面６４とを対向させる。次いで基本材９１の前後両端面６５，６６が副材９２のそれぞれ分割面７０と面一になるように、かつ基本材９１の上壁３４と副材９２の上壁７１とが面一になるように位置を合わせる。次いで基本材９１の右壁４１に副材９２の接合面６４を構成する上壁７１の端部７１ａと下壁７２の端部７２ａとを密着させて、例えば突合せ溶接して固定する。

次いで、基本材９１の左壁４０と副材９２の接合面６４とを対向させる。次いで、基本材９１の前後両端面６５，６６が副材９２のそれぞれ分割面７０と面一になるように、かつ基本材９１の上壁３４と副材９２の下壁７２とが面一になるように基本材９１と副材９２との位置を合わせる。次いで、基本材９１の左壁４０に副材９２の接合面６４を構成する上壁７１の端部７１ａと下壁７２の端部７２ａとを密着させて、例えば突合せ溶接して固定することで形成されている。

ブレイス９０は、ブレイス１０と同様に、自動車のサイドシル１３の車体進行方向前側とサイドメンバ１１との間に、フロントタイヤ１４に傾斜部１５のうちいずれか一方が対向するように接合される。

このように形成されるブレイス９０では、第１の実施形態の効果に加えて、第２の押出材９４を切取線Ｙを挟んで分割される分割片は、それぞれ同一形状の副材９２になり、それぞれを基本材９１の左壁４０と右壁４１とに接合している。このため、１つの基本材９１と２つの副材９２とから形成されて基本材９１を挟んで傾斜部１５を有する対象な略台形状のブレイス９０を、簡単に歩留よく形成することができる。

また、副材９２は、Ｐ１からＰ２を直線でつなぐ切取線Ｙに沿って分割されて形成されているが、傾斜が等しければ切取線Ｙの位置が変化しても、ブレイス９０の外観は変化しない。つまり、傾斜が同一であれば切取線Ｙの位置は、切取線Ｚ上において限定されない。

このため、基本材９１の左壁４０または右壁４１と副材９２の縦壁１０２（第２の押田材９４の右壁６０または左壁６１に対応する）との間隔を換えることができるので、ブレイス９０の前、後端面１０３，１０４において、特に荷重が加わる箇所に基本材９１の左壁４０または右壁４１のいずれかと副材の縦壁１０２との距離が近くなるようにすることで剛性を高めることができる。

また、ブレイス９０を構成するために、第２の押出材９４の代わりに第１の実施形態の第２の押出材５０を用いてもよい。この場合、ブレイス９０は、図１０に示すように、ブレイス９０の上壁８５の右縁９６に上壁８５と面一なフランジ５５を有し、下壁１００（基本材９１の下壁３５と副材９２の上壁７１と下壁７２とに対応する。）の左縁１０１に下壁１００と面一なフランジ５５を有する略台形状になる。

第１、２の実施形態のそれぞれの第１の押出材２１，９３と第２の押出材５０，９４とは、それぞれ左右方向に沿う断面が略矩形であるが、例えば多角形や円などでもよい。また、用いる各押出材は、第１、２の実施形態のように、一つの中空部を有するものに限らず、例えば図１１に示すように、中空部１０６ａ，１０６ｂと一対のフランジ１０６ｃとを有する押出材１０６でもよい。または、押出材１０６の両フランジ１０６ｃを、図中に示す切取線Ｗ（４点鎖線で示す）に沿って切断した押出材１０６やどちらか１つを切断した押出材１０６を用いてもよい。

押出材製の部品は、第１、２の実施形態で示されているブレイス１０，９０として用いられることに限定されるものではなく、車体の骨格を構成する部品や、車体の他の箇所を補強する補強材として用いられてもよい。

第１、２の実施形態では、副材２０，９２の接合面６４は、基本材１６，９１の右壁４１または左壁４０に位置を合わせて接合されているが、特に面一になる必要はなく、要は、押出材製の部品が所望の形状になっていればよい。本発明を実施するに当たって、押出材や基本材や副材をはじめとする本発明の構成要素は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変換して実施できることは言うまでもない。

本発明の第１の実施形態に係るブレイスが組み付けられた自動車のアンダーボディ構造を示す平面図。 本発明の第１の実施形態に係るブレイスを示す斜視図。 本発明の第１の実施形態に係る第１の押出材と基本材の切取線とを示す斜視図。 本発明の第１の実施形態に係る第２押出材と副材の切取線とを示す斜視図。 本発明の第１実施形態に係るブレイスの分解斜視図。 本発明の第２の実施形態に係るブレイスを示す斜視図。 本発明の第２の実施形態に係る第１の押出材と基本材の切取線とを示す斜視図。 本発明の第２の実施形態に係る第２の押出材と副材の切取線とを示す斜視図。 本発明の第２実施形態に係るブレイスの分解斜視図。 本発明の第２の実施形態に係るブレイスの別の形態を示す斜視図。 本発明の第１，２の実施形態に係る押出材の別の形態を示す斜視図。

符号の説明

１０…ブレイス（押出材製の部品）、１６…基本材（第１の部材）、２０…副材（第２の部材）、２１…第１の押出材、２２…断面、２３…中空部、４０…右壁（側部）、４１…左壁（側部）、５０…第２の押出材、５１…断面、５２…中空部、６４…接合面（開放端）、９０…ブレイス（押出材製の部品）、９１…基本材（第１の部材）、９２…副材（第２の部材）、９３…第１の押出材、９４…第２の押出材、Ｆ…押出方向。

Claims (6)

1. 中空部を有する断面が押出方向に一定形状で連続する第１の押出材を前記断面を保って分割することにより形成される第１の部材と、
   中空部を有する断面が押出方向に一定形状で連続する第２の押出材を対になるように分割することにより形成される第２の部材とを具備し、
   前記第２の部材は、前記第２の押出材の前記断面が押出方向で異形になるように前記第２の押出材の前記中空部で分割され、その分割によって形成される開放端が前記第１の押出材の側部に閉断面になるように接合されることを特徴とする押出材製の部品。
2. １つの前記第２の部材が１つの前記第１の部材に接合されることを特徴とする請求項１に記載の押出材製の部品。
3. ２つの前記第２の部材が共通の前記第１の部材に接合されることを特徴とする請求項１に記載の押出材製の部品。
4. 前記第１の部材は、複数形成されてそれぞれが同一形状であり、前記第２の部材は、複数形成されてそれぞれ同一形状であることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の押出材製の部品。
5. 前記第１の部材は、前記第１の押出材を押出方向に対して垂直方向に直線状に分割することにより形成され、
   前記第２の部材は、前記第２の押出材を押出方向に対して傾斜を有して直線状に分割することにより形成されて、前記第１の部材に接合されることで略台形状のブロックを形成することを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の押出材製の部品。
6. 中空部を有する断面が押出方向に一定形状で連続する第１の押出材を、前記断面を保って分割することにより第１の部材を形成する第１の工程と、
   中空部を有する断面が押出方向に一定形状で連続する第２の押出材を、前記第２の押出材の前記断面が押出方向で異形になるように前記第２の押出材の前記中空部で対になるように分割することにより第２の部材を形成する第２の工程と、
   前記第２の部材の前記中空部での分割によって形成される開放端を前記第１の部材の側部に閉断面を形成するように接合する第３の工程とを具備することを特徴とする押出材製の部品の製法。

Images