JP2015074000A - Differential thickness bracket - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cup-shaped differential thickness bracket which can further reduce thickness and weight in addition to securement of strength and rigidity equivalent to existing strength and durability, and which can be easily manufactured by virtue of excellent moldability and the like.SOLUTION: A bracket 10 is press-molded in a cup shape from a plate-like differential thickness blank made of an aluminum alloy extruded shape. The differential thickness bracket includes the thickest cup bottom 11, a cylindrical vertical wall 12, an opening 17, and flanges 13 and 14. The differential thickness bracket is joined to each of other components via the cup bottom 11 and the flanges 13 and 14.

Description

本発明は、部品取りつけのために用いられるブラケット(支持具、取り付け具)に関し、軽量かつ高強度であるとともに、製造しやすいアルミニウム合金製の差厚ブラケットに関するものである。   The present invention relates to a bracket (support, fixture) used for component mounting, and relates to a differential thickness bracket made of an aluminum alloy that is light and high in strength and easy to manufacture.

一般的に、部品の取り付け時には、何らかのブラケットを介して結合されることが多い。ここで、接合される部品の少なくとも一方が、アルミニウム合金材の場合、軽量化や溶接性、耐電食性なども考慮して、ブラケットについてもアルミニウム合金材を用いたいという要求がある。   In general, when components are attached, they are often coupled via some kind of bracket. Here, when at least one of the parts to be joined is an aluminum alloy material, there is a demand to use the aluminum alloy material for the bracket in consideration of weight reduction, weldability, electric corrosion resistance, and the like.

しかし、アルミニウム合金材は、従来から用いる鋼材、特に鋼板に比べて、素材コストが高いことが問題になることが多い。このため、アルミニウム合金製ブラケットにおいても、鋼板製のブラケットに比べて、より素材費を低減し、かつ軽量化することが求められている。   However, the aluminum alloy material often has a problem that the material cost is higher than that of a steel material used conventionally, particularly a steel plate. For this reason, aluminum alloy brackets are also required to be reduced in material cost and weight compared to steel plate brackets.

更に、このようなブラケットの中には、荷重負荷時の強度や剛性も求められる部品も多い。軽量化への要求が強い自動車部品を例にすると、ブラケットやドアビームなどの耐衝突用のエネルギ吸収部品やフレームを接合するブラケットには、特に高い強度や剛性が要求される。   Further, many of these brackets require strength and rigidity when loaded. Taking automobile parts with strong demands for weight reduction as an example, collision-resistant energy absorbing parts such as brackets and door beams and brackets that join frames are required to have particularly high strength and rigidity.

このようなアルミ製ブラケットには、比較的溶接性が良い5000系のアルミニウム合金板(圧延板)などが、成形素材として用いられてきた。しかし、特にエネルギ吸収部品などの取りつけブラケットに適用すると、強度を確保するために比較的厚肉になってしまうことが多く、重量および素材コストが増加することが問題になっていた。このため、アルミニウム合金製ブラケットを接合するブラケット(バンパステイ)などでは、比較的強度の高いアルミニウム合金押出形材を用いることも多い。   For such an aluminum bracket, a 5000 series aluminum alloy plate (rolled plate) having relatively good weldability has been used as a forming material. However, particularly when applied to a mounting bracket such as an energy absorbing component, it is often relatively thick to secure strength, which increases the weight and material cost. For this reason, an aluminum alloy extruded shape having a relatively high strength is often used for a bracket (bumper stay) or the like for joining an aluminum alloy bracket.

このようなアルミニウム合金押出形材を直接(そのまま)用いた接合ブラケットは、長手方向に亘って均一な(一定な)断面という、押出形材特有の制約がある。このため、荷重の負荷方向に対して二次元の曲面となり、特定の方向への荷重に対して弱くなる。このため、ブラケットの一用途である車両用のバンパステイ(以下、単にステイとも言う)として、必要な圧壊強度や衝突エネルギの吸収性能を満たすためには、どうしても比較的厚肉にする必要があり、高強度化が要求されるほど、重量が重くなり、素材費も高くなるという問題がある。   A joint bracket using such an aluminum alloy extruded shape directly (as it is) has a restriction unique to the extruded shape, ie, a uniform (constant) cross section in the longitudinal direction. For this reason, it becomes a two-dimensional curved surface with respect to the load direction of a load, and becomes weak with respect to the load to a specific direction. For this reason, in order to satisfy the required crushing strength and impact energy absorption performance as a vehicle bumper stay (hereinafter also simply referred to as a stay) that is one use of the bracket, it is necessary to make it relatively thick. As higher strength is required, there is a problem that the weight increases and the material cost also increases.

この問題を解決するために、前記バンパステイなどとして、前記押出形材の代わりに、均一な板厚であるアルミニウム合金板材(圧延板)をカップ状にプレス成形した、各部の厚みが概ね均一なブラケット構造(カップ状ブラケット)が、本出願人によって提案されている(特許文献1〜4参照)。   In order to solve this problem, a bracket in which the thickness of each part is approximately uniform is formed by pressing an aluminum alloy plate (rolled plate) having a uniform thickness into a cup shape instead of the extruded shape as the bumper stay. A structure (cup-shaped bracket) has been proposed by the present applicant (see Patent Documents 1 to 4).

図8、9に斜視図で二つの態様を各々示す通り、平面視で円形あるいは楕円形の形状のカップ底部103を有する、カップ状ブラケット(ステイ)101、102は、このカップ底部103の周縁部から円弧状のコ−ナRを有して立ち上がる筒状の縦壁104と、この縦壁104によって囲まれた開口部106とからなる。そして、縦壁104の周縁部から外方に張出した平坦なフランジ105を一体にプレス成形してなる。   As shown in the perspective views in FIGS. 8 and 9, the cup-shaped brackets (stays) 101 and 102 each having a cup bottom portion 103 having a circular or elliptical shape in plan view are peripheral portions of the cup bottom portion 103. A cylindrical vertical wall 104 that rises with an arcuate corner R and an opening 106 surrounded by the vertical wall 104. A flat flange 105 projecting outward from the peripheral edge of the vertical wall 104 is integrally formed by press molding.

この図8、9の例では、前記バンパステイとして、カップ底部103側をサイドフレーム60の先端部61側に取り付けるとともに、カップ開口部106側を、フランジ105を介して、バンパ補強材50の後面壁側52に取り付けた態様を示している。   8 and 9, as the bumper stay, the cup bottom 103 side is attached to the front end 61 side of the side frame 60, and the cup opening 106 side is connected to the rear wall of the bumper reinforcing member 50 via the flange 105. A mode attached to the side 52 is shown.

より具体的に、この図8、9の態様では、カップ状ブラケット101、102につき、カップ底部103側を、これに設けた複数の貫通穴107を介して、サイドフレーム先端部61側に設けた複数の貫通穴62に、ボルト、ナットなどの機械的な接合手段により取り付けている。その一方で、カップ開口部106側を、フランジ105に設けた複数の貫通穴107を介して、バンパ補強材50の後面壁側52に設けた複数の貫通穴53にボルト、ナットなどの機械的な接合手段により取り付けている。この取り付け方について、カップ底部103側とカップ開口部106側とが逆向きとなって、カップ底部103側をバンパ補強材50の後面壁側52に、カップ開口部106側をサイドフレーム先端部61側に取り付けるようにしても良い。   More specifically, in the embodiment of FIGS. 8 and 9, the cup bottom portion 103 side of the cup-shaped brackets 101 and 102 is provided on the side frame front end portion 61 side via a plurality of through holes 107 provided in the cup-shaped brackets 101 and 102. The plurality of through holes 62 are attached by mechanical joining means such as bolts and nuts. On the other hand, the cup opening 106 side is mechanically connected to a plurality of through holes 53 provided on the rear wall side 52 of the bumper reinforcing member 50 via a plurality of through holes 107 provided in the flange 105, such as bolts and nuts. It is attached by a simple joining means. With respect to this mounting method, the cup bottom 103 side and the cup opening 106 side are opposite to each other, the cup bottom 103 side is on the rear wall side 52 of the bumper reinforcing member 50, and the cup opening 106 side is on the side frame tip 61. You may make it attach to the side.

このようなカップ状ブラケット101、102は、前記押出形材の前記荷重の負荷方向に対しての二次元の曲面とは異なり、三次元的に存在する筒状の縦壁104の存在によって、カップ底部103や周縁部のフランジ105と合わせて、各図の上方向からの荷重の負荷方向に対して、三次元曲面とした構造を有している。このため、比較的板厚の薄い構造でも、ブラケットの強度および剛性を確保することができる点で有利である。   Unlike the two-dimensional curved surface with respect to the load direction of the load of the extruded profile, the cup-shaped brackets 101, 102 have a cup-shaped bracket 104 due to the presence of the three-dimensional cylindrical vertical wall 104. Together with the bottom portion 103 and the flange 105 at the peripheral portion, the structure has a three-dimensional curved surface with respect to the load direction from the upper direction of each figure. This is advantageous in that the strength and rigidity of the bracket can be secured even with a structure having a relatively thin plate thickness.

特開2006−347527号公報JP 2006-347527 A 特開2007−1386号公報JP 2007-1386 A 特開2008−195224号公報JP 2008-195224 A 特開2011−20668号公報JP 2011-20668 A

ただ、近年では、このようなカップ形状のブラケットに対しても、さらに高強度化が求められるようになってきた。このようなブラケットの高強度化を達成するためには、従来技術では、やはりアルミニウム合金素材の高強度化あるいは厚肉化が必要になる。しかし、前記バンパステイなど、その使用条件によっては、300MPaを超過するような高強度材が求められる。しかし、現在流通している一般的なアルミニウム合金板材では、このような高強度を満足できる(対応できる)素材は無い。   However, in recent years, higher strength has been demanded even for such cup-shaped brackets. In order to achieve such an increase in the strength of the bracket, it is necessary to increase the strength or thickness of the aluminum alloy material in the prior art. However, depending on the use conditions such as the above-mentioned bumper stay, a high strength material exceeding 300 MPa is required. However, there is no material that can satisfy (correspond to) such a high strength in the general aluminum alloy sheet material currently distributed.

また、カップ形状ブラケットの成形素材である圧延板を厚肉化して強度要件を満足しようとした場合には、通常の圧延板では、板全体を一様に厚肉化する必要がある。通常の圧延板は、板厚が部位によらず均一であるために、部分的に厚肉化して差厚化することが難しいからである。このため、素材板の厚肉化は、板厚が概ね均一なカップ形状ブラケット全体の厚肉化につながり、直接部品重量の増加につながるため、ブラケットとしての採用、不採用を左右しかねないほどの問題になる。また、前記高強度化のためには、必要板厚が3mm以上になる場合もあり、これは、一般的に流通しているアルミニウム合金板材(冷延板)の板厚よりも厚肉の特殊な板材が必要になって、材料コストが割高となる。   Moreover, when it is going to increase the thickness of the rolling plate which is a molding material of a cup-shaped bracket and to satisfy the strength requirement, it is necessary to uniformly increase the thickness of the entire plate in a normal rolled plate. This is because a normal rolled plate has a uniform plate thickness regardless of the part, and thus it is difficult to partially thicken and make a difference in thickness. For this reason, increasing the thickness of the material plate leads to an increase in the overall thickness of the cup-shaped bracket with a generally uniform plate thickness, leading directly to an increase in the weight of the component. It becomes a problem. In addition, in order to increase the strength, the required thickness may be 3 mm or more, which is a special thickness that is thicker than the thickness of the aluminum alloy sheet (cold rolled sheet) that is generally distributed. A large plate material is required, and the material cost is high.

また、設計自由度の向上を目的として、よりブラケットの高さを高くしたいという要求も増えている。しかし、軟鋼板に比べると成形性に劣るアルミニウム合金板材では、現時点での高さでも成形性が問題になることが多く、事実上、この高さ増加の要求に応えることは難しい。用途によっては、素材板を温間あるいは高温状態で成形することなどで素材の破断限界を向上させて対応することも行われるが、加工コストが大幅に増加すること、また、熱を加えることによる材質の変化、形状精度の低下などが問題になる。したがって、特殊なプレス成形を用いずに、通常の冷間成形(プレス成形)で、成形が可能なブラケット構造の開発が望まれている。   In addition, there is an increasing demand for a higher bracket height for the purpose of improving design flexibility. However, in aluminum alloy sheet materials that are inferior in formability compared to mild steel sheets, formability often becomes a problem even at the current height, and in fact, it is difficult to meet the demand for this height increase. Depending on the application, it is possible to improve the fracture limit of the material by forming the material plate in a warm or high temperature state, etc., but this greatly increases the processing cost and adds heat. Changes in materials, deterioration of shape accuracy, etc. are problems. Therefore, it is desired to develop a bracket structure that can be formed by ordinary cold forming (press forming) without using special press forming.

この点に鑑み、本発明は、現行と同等レベルの強度、剛性を確保した上で、より薄肉、軽量化が可能で、成形性などに優れて製造しやすい、カップ形状の差厚ブラケットを提供することを目的とする。   In view of this point, the present invention provides a cup-shaped differential thickness bracket that can be made thinner and lighter while ensuring the same level of strength and rigidity as the current one, and is excellent in formability and easy to manufacture. The purpose is to do.

前記目的を達成するために、本発明の差厚ブラケットは、アルミニウム合金押出形材からなる板状ブランクがプレス成形されて、カップとこのカップに連なるフランジとが一体になった形状とされたブラケットであって、
前記板状ブランクは中央の厚肉部とその両側にある薄肉部とをその押出方向に亘って有する差厚ブランクからなり、
この差厚ブランク中央の前記厚肉部が少なくとも前記カップに成形されるとともに、この差厚ブランク両側の前記薄肉部が少なくとも前記カップに連なる前記フランジに一体に成形されており、
前記ブラケットは、最も厚肉であるカップ底部と、このカップ底部の周縁部から立ち上がる筒状の縦壁と、この縦壁によって囲まれた開口部とからなる前記カップと、前記縦壁の周縁部から外方に張出した前記フランジとから構成され、
前記カップ底部と前記フランジとにおいて各々他部品と接合される、
ことである。
In order to achieve the above-described object, the differential thickness bracket of the present invention is a bracket in which a plate blank made of an aluminum alloy extruded shape is press-molded, and a cup and a flange connected to the cup are integrated. Because
The plate-like blank consists of a differential thickness blank having a central thick part and thin parts on both sides in the extrusion direction,
The thick portion at the center of the differential thickness blank is formed at least in the cup, and the thin portions on both sides of the differential thickness blank are formed integrally with the flange connected to at least the cup,
The bracket has a cup bottom that is the thickest, a cylindrical vertical wall that rises from the peripheral edge of the cup bottom, an opening surrounded by the vertical wall, and a peripheral edge of the vertical wall. And the flange projecting outward from the
Joined to other parts at the cup bottom and the flange, respectively.
That is.

本発明によれば、カップ状に形成されたブラケットは、前記筒状の縦壁の存在によって、カップ底部や周縁部のフランジと合わせて、荷重の負荷方向に対して三次元の曲面あるいは三次元のシェル構造を有している。このため、比較的板厚の薄い構造でも、ブラケットの強度および剛性を確保することができる。   According to the present invention, the bracket formed in a cup shape is combined with the flange of the cup bottom portion or the peripheral portion due to the presence of the cylindrical vertical wall, and a three-dimensional curved surface or a three-dimensional surface with respect to the load direction of the load. It has a shell structure. For this reason, the strength and rigidity of the bracket can be ensured even with a relatively thin structure.

しかも、本発明によれば、押出加工時に予め簡便に部分的な差厚化ができる押出形材を、プレス成形素材であるブランクとして用いることで、三次元の曲面あるいは三次元のシェル構造を有している。これによって、強度が必要なカップ底部などの部位を適切に予め厚肉化し、その他の厚肉化の必要のない部位を薄肉化する、部位に応じた効率の良い差厚化が図れる。このため、現行と同等レベルの強度、剛性を確保した上で、効率的に部品重量を軽減、かつ、素材費を低減することができる。また、ブランクのブラケットへのプレス成形などの製造も容易である。   In addition, according to the present invention, a three-dimensional curved surface or a three-dimensional shell structure is provided by using an extruded profile that can be easily and partially enlarged in advance at the time of extrusion as a blank that is a press-molded material. doing. As a result, the thickness of the cup bottom portion or the like that requires strength is appropriately thickened in advance, and the other portions that do not need to be thickened are thinned. For this reason, it is possible to efficiently reduce the weight of the parts and reduce the material cost while ensuring the same level of strength and rigidity as the current one. Further, it is easy to produce a blank bracket by press molding.

これに対して、アルミニウム合金板をブランクとして用い、同様の部分的な差厚ブランクに構成するためには、互いに板厚の異なる板素材同士を、互いの端部同士で溶接するか、差厚圧延あるいは板鍛造などの、特殊な追加加工が必要になり、コストが著しく増大する。また、互いに板厚の異なる板素材を溶接して差厚ブランクを形成する場合には、溶接部の品質確保、また、特に6000系合金などの熱処理型合金では、さらに溶接部近傍の板素材特性の軟化などの劣化も問題になる。   On the other hand, in order to use an aluminum alloy plate as a blank and to form a similar partial difference thickness blank, plate materials having different plate thicknesses are welded to each other at the ends or the difference thickness Special additional processing such as rolling or plate forging is required, and the cost is significantly increased. In addition, when plate materials with different plate thicknesses are welded together to form a differential thickness blank, the quality of the welded portion is ensured. In particular, in the case of a heat treatment type alloy such as a 6000 series alloy, the plate material characteristics in the vicinity of the welded portion are further increased. Deterioration, such as softening, becomes a problem.

更に、本発明の差厚ブラケットは、各部の板厚が全て同じ板素材から形成される、従来の同厚のカップ状のブラケット場合に比べて、ブラケットの強度およびプレス成形時の成形性の両方の向上が期待できる。   Furthermore, the differential thickness bracket according to the present invention has both the strength of the bracket and the formability at the time of press molding, as compared with the case of the conventional cup-shaped bracket having the same thickness for each part. Improvement can be expected.

本発明のブラケットは、カップ底部に比べて、外周側に位置するフランジや、この外周部フランジと接合される縦壁を薄肉化しても、ブラケットの強度特性への影響は小さく、効率的に薄肉化や軽量化できる。   Even if the flange of the present invention is thinner than the cup bottom, the flange located on the outer peripheral side and the vertical wall joined to the outer peripheral flange have a small effect on the strength characteristics of the bracket, and the thin wall is efficiently And weight reduction.

さらに、本発明のブラケットは、部位によらず板厚が同じ板素材や押出素材から形成されるブラケットに比べて、極めて成形性が良い。   Furthermore, the bracket of the present invention has extremely good formability compared to a bracket formed of a plate material or an extruded material having the same thickness regardless of the part.

本発明ブラケット素材の差厚ブランクの一実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one Embodiment of the difference thickness blank of this invention bracket raw material. 本発明ブラケットの一実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows one Embodiment of this invention bracket. 本発明ブラケットの他の実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows other embodiment of this invention bracket. 本発明ブラケットの他の実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows other embodiment of this invention bracket. 本発明ブラケットの他の実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows other embodiment of this invention bracket. 本発明ブラケットの取り付けの一態様を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the one aspect | mode of attachment of this invention bracket. 比較例ブラケットを示す斜視図である。It is a perspective view which shows a comparative example bracket. 従来のブラケットを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional bracket. 従来のブラケットを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional bracket.

本発明ブラケットの実施の形態について、以下に図を参照しながら詳述する。   Embodiments of the bracket of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

図1は、本発明ブラケットの成形素材である、アルミニウム合金押出形材からなる差厚ブランクの一実施形態を示す斜視図である。   FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a differential thickness blank made of an aluminum alloy extruded profile, which is a molding material of the bracket of the present invention.

図2は、図1の差厚ブランクをプレス成形して形成した、本発明ブラケットの実施形態を示す説明図である。図2(a)は斜視図、図2(b)は上面図、図2(c)は正面図、図2(d)は側面図を各々示す。図3〜5は、図1の差厚ブランクの変形例を示す説明図であり、各図の(a)は斜視図、(b)は平面図を各々示す。   FIG. 2 is an explanatory view showing an embodiment of the bracket of the present invention formed by press-molding the differential thickness blank of FIG. 2A is a perspective view, FIG. 2B is a top view, FIG. 2C is a front view, and FIG. 2D is a side view. 3-5 is explanatory drawing which shows the modification of the difference thickness blank of FIG. 1, (a) of each figure shows a perspective view, (b) shows a top view, respectively.

差厚ブランク:
図1の差厚ブランク1は、アルミニウム合金押出形材からなる板状ブランクである。押出形材である差厚ブランク1は、その押出方向(長手方向)に亘って、中央の厚肉部2とその両側にある薄肉部3、4とを、矢印で示す差厚ブランク1の押出方向に亘って有している。5、6は押出前後方向(ブランク長手方向)の各端部(両端部)、7、8はブランク1の幅方向(押出と直交方向)の各端部(両端部)である。
Differential thickness blank:
The differential thickness blank 1 in FIG. 1 is a plate-shaped blank made of an aluminum alloy extruded profile. The differential thickness blank 1 which is an extruded profile is an extrusion of the differential thickness blank 1 indicated by arrows with a thick portion 2 at the center and thin portions 3 and 4 on both sides in the extrusion direction (longitudinal direction). It has over the direction. Reference numerals 5 and 6 denote end portions (both end portions) in the longitudinal direction of the extrusion (blank longitudinal direction), and reference numerals 7 and 8 denote end portions (both end portions) in the width direction of the blank 1 (direction orthogonal to the extrusion).

ここで、押出形材である差厚ブランク1は、その押出方向(長手方向)に亘って、均一な断面(押出断面)を有しているので、中央の厚肉部2とその両側にある薄肉部3、4とは、押出方向に亘って延在する、その幅は一定(均一)である。これら差厚ブランク1の大きさや形状は、成形されるブラケットの形状の設計に応じて選択され、必ずしも平板形状である必要はない。また、差厚ブランク1の中央の厚肉部2とその両側にある薄肉部3、4との幅と厚みも、成形されるブラケットの、これら差厚ブランクの各部位が各々対応する、カップ底部や縦壁、そしてフランジの形状の設計に応じて選択される。   Here, since the differential thickness blank 1 which is an extruded shape has a uniform cross section (extrusion cross section) over the extrusion direction (longitudinal direction), it is on the thick part 2 at the center and on both sides thereof. The thin portions 3 and 4 extend in the extrusion direction, and the width thereof is constant (uniform). The size and shape of these differential thickness blanks 1 are selected according to the design of the shape of the bracket to be molded, and need not necessarily be a flat plate shape. Moreover, the width | variety and thickness of the thick part 2 of the center of the difference thickness blank 1, and the thin parts 3 and 4 in the both sides also correspond to each site | part of these difference thickness blanks of the bracket to shape | mold, respectively. It is selected according to the design of the shape of the vertical wall, flange, and flange.

差厚ブランク1における、中央の厚肉部2とその両側にある薄肉部3、4との差厚部位同士の肉厚の段差は、急激な板厚差(各部位の平坦面に対して略直角あるいは立ち上がり角度が急な段差である差厚段差部)を有してもよいが、プレス成形が容易あるいは可能であることを考慮すると、図1のようになだらかに厚みが変化するような傾斜面とすることが好ましい。   In the difference thickness blank 1, the difference in thickness between the thickness difference portions between the central thick portion 2 and the thin portions 3 and 4 on both sides thereof is an abrupt plate thickness difference (substantially relative to the flat surface of each portion). However, in consideration of the fact that press molding is easy or feasible, the slope changes gently as shown in FIG. A surface is preferred.

本発明に係る差厚ブランク1(ブラケット)に用いるアルミニウム合金は、その強度を高くして、各部位の肉厚を薄くすることによって、ブラケットの重量を軽くし、かつエネルギ吸収特性を向上させ、かつ、ブラケットへのプレス成形性が良い、という観点から選択される。この観点によれば、使用するアルミニウム合金は、高強度な5000系、6000系、7000系アルミニウム合金から選択される。   The aluminum alloy used for the differential thickness blank 1 (bracket) according to the present invention increases its strength and reduces the thickness of each part, thereby reducing the weight of the bracket and improving the energy absorption characteristics. And it selects from a viewpoint that the press moldability to a bracket is good. According to this viewpoint, the aluminum alloy to be used is selected from high-strength 5000 series, 6000 series, and 7000 series aluminum alloys.

より軽量で強度を確保するという目的からは、7000系合金が望ましい。7000系合金の場合には、7000系合金が製造(圧延)しにくく、通常は使用されない板材に比べて、高い素材強度が確保できる点で、部品軽量化のために有利である。なお、7000系合金には、時効硬化が進むと成形性が低下するという問題があるが、押出加工後に、比較的短時間で、ブラケットにプレス成形する、あるいは、プレス成形前に、短時間の復元処理を施すことなどで成形性を確保し、成形すればよい。   For the purpose of securing light weight and strength, a 7000 series alloy is desirable. In the case of a 7000 series alloy, the 7000 series alloy is difficult to manufacture (roll), and it is advantageous for reducing the weight of the component in that a higher material strength can be secured as compared with a plate that is not normally used. Incidentally, the 7000 series alloy has a problem that the formability decreases as age hardening progresses, but after extrusion, it is pressed into a bracket in a relatively short time, or before press forming, a short time is required. What is necessary is just to shape | mold and to shape | mold by performing a restoration process.

また,耐食性や耐SCC性能などが要求される場合、5000系、6000系合金を用いることも可能である。この場合でも、従来の部位によらず板厚が同じ板材のプレス成形ブラケット、あるいは押出形材製ブラケットに比べると、部品形状および差厚化の効果によって、より軽量で高強度を確保できる。これらのアルミニウム合金からなる押出中空形材は、熱間押出後にプレス成形加工され、その後、溶体化処理および焼き入れ処理(質別記号T4)やその後の時効処理(質別記号T6)、過時効処理(質別記号T7)などが適宜施されて、差厚ブランク1(ブラケット)として用いられる。   Further, when corrosion resistance, SCC resistance, etc. are required, 5000 series and 6000 series alloys can be used. Even in this case, compared to a press-molded bracket or an extruded profile bracket having the same plate thickness regardless of the conventional part, it is possible to ensure lighter weight and higher strength due to the effect of part shape and thickness difference. Extruded hollow shapes made of these aluminum alloys are press-molded after hot extrusion, and then subjected to solution treatment and quenching treatment (quality symbol T4), subsequent aging treatment (quality symbol T6), overaging. The treatment (quality-specific symbol T7) is appropriately performed and used as the differential thickness blank 1 (bracket).

差厚ブランクのプレス成形:
図2、図3〜図5に示す本発明ブラケット10は、図1の差厚ブランク1がプレス成形されて形成されている。なお、図3〜5の各(b)の平面図では、押出材の差厚ブランク1の厚肉部2と薄肉部3、4と、成形されたブラケット10の各部位との対応関係も、点線で示している。
Press forming of differential thickness blank:
The present invention bracket 10 shown in FIGS. 2 and 3 to 5 is formed by press-molding the differential thickness blank 1 of FIG. In addition, in the top view of each (b) of FIGS. 3-5, the correspondence of the thick part 2 and the thin parts 3 and 4 of the difference thickness blank 1 of an extruded material, and each site | part of the molded bracket 10 is also shown. Shown with dotted lines.

これらのブラケット10は、共通して、カップが、最も厚肉である、平坦で平板状の底部11と、この底部11の周縁部から円弧状のコ−ナRを有して立ち上がる筒状の縦壁12と、この縦壁12の周縁部に形成された、上向きの開口部17とからなる。また、平坦で平板状のフランジ13、14が、縦壁12の周縁部からブラケットの外方(側方)に張出した、形状とされている。   These brackets 10 have a cylindrical shape in which the cup is the thickest, and has a flat, flat bottom 11 and an arcuate corner R that rises from the peripheral edge of the bottom 11. It consists of a vertical wall 12 and an upward opening 17 formed at the peripheral edge of the vertical wall 12. Further, flat and flat flanges 13 and 14 are formed in a shape protruding from the peripheral edge of the vertical wall 12 to the outside (side) of the bracket.

ここで、図1の差厚ブランク1のうち、点線で囲った、中央の厚肉部2を中心に含み、薄肉部3、4の一部を含む部分が、主としてブラケット10のカップの底部11や縦壁部12に成形される。同時に、この差厚ブランク10の両側の薄肉部3、4が、ブラケット10の前記カップに連なるフランジ13、14に各々、前記カップと一体に成形されている。   Here, in the differential thickness blank 1 of FIG. 1, a portion surrounded by a dotted line and including the central thick portion 2 at the center and including a part of the thin portions 3 and 4 is mainly the bottom portion 11 of the cup 10 of the bracket 10. Or the vertical wall portion 12 is formed. At the same time, the thin portions 3 and 4 on both sides of the differential thickness blank 10 are respectively formed integrally with the cups on the flanges 13 and 14 connected to the cup of the bracket 10.

したがって、差厚ブランク10の両側の薄肉部3、4の側方の端部7、8は、ブラケット10の前記カップに連なるフランジ13、14の側方の端部18、19に各々対応している。   Therefore, the side ends 7 and 8 of the thin portions 3 and 4 on both sides of the differential thickness blank 10 correspond to the side ends 18 and 19 of the flanges 13 and 14 connected to the cup of the bracket 10, respectively. Yes.

また、差厚ブランク1の押出方向の各端部5、6までの厚肉部の長さ(幅)を調整することで、この部分の厚肉部から成形される、ブラケット10のカップの縦壁部15、16の高さを調整できる。すなわち、図2、3、4に示す、縦壁12よりも背(高さ)の低い縦壁(切り欠き部とも言う)15、16は、ブラケット10の縦壁部12の谷間であって、フランジ13と14とをこれらの端部同士で互いにつないでいる。このような背が低くなっている縦壁(切り欠き部とも言う)15、16は、前記した差厚ブランク1の押出方向の各端部5、6までの厚肉部の長さを、ブランク1の各端部5、6をカットする(切り欠く)などして、短く(小さく)し、壁形成材料を少なくすることで形成できる。   Further, by adjusting the length (width) of the thick portion up to the end portions 5 and 6 in the extrusion direction of the differential thickness blank 1, the cup 10 of the bracket 10 formed from the thick portion of this portion is adjusted. The height of the walls 15 and 16 can be adjusted. That is, as shown in FIGS. 2, 3, and 4, vertical walls (also referred to as cutout portions) 15 and 16 having a lower back (height) than the vertical wall 12 are valleys of the vertical wall portion 12 of the bracket 10, The flanges 13 and 14 are connected to each other at their ends. The vertical walls (also referred to as notches) 15 and 16 having such a low height are the lengths of the thick portions up to the end portions 5 and 6 in the extrusion direction of the above-described differential thickness blank 1. 1 can be formed by cutting (cutting out) each of the end portions 5 and 6 so as to be short (small) and to reduce the wall forming material.

ちなみに、図2のブラケット10への、図1の差厚ブランク1の成形は、通常のプレス成形方法、装置が使用でき、この点が、本発明の利点でもある。   Incidentally, the molding of the differential thickness blank 1 of FIG. 1 to the bracket 10 of FIG. 2 can use a normal press molding method and apparatus, and this is also an advantage of the present invention.

その成形方法とは、例えば、図1の差厚ブランク1のうち、薄肉部3、4の両端部7、8側をブランクホルダーにて挟持した上で、点線で囲った部分をパンチにて押圧し、ブラケット10の最終形状とされた雌の金型との協働にて、絞り成形あるいは張出成形して、ブラケット10の形状とする。ちなみに、成形品各部の厚み(板厚)の差厚化の制御は、プレス成形(材料の金型への流入量の制御など)によっては困難である。例えば、プレス成形の際に、厚みを実質上10%も変化させると破断の恐れがある。したがって、この点からも、成形素材である押出材の段階で、ブラケットの差厚化の程度や条件に応じて、予め差厚化しておくことが必要であり、押出材の差厚ブランクを用いる必要性が分る。   For example, in the differential thickness blank 1 of FIG. 1, the ends 7 and 8 of the thin portions 3 and 4 are sandwiched by a blank holder and the portion surrounded by a dotted line is pressed with a punch. The shape of the bracket 10 is formed by drawing or overmolding in cooperation with the female mold having the final shape of the bracket 10. Incidentally, it is difficult to control the difference in thickness (sheet thickness) of each part of the molded product by press molding (control of the amount of material flowing into the mold). For example, there is a risk of fracture if the thickness is changed by substantially 10% during press molding. Therefore, from this point as well, it is necessary to preliminarily make a thickness difference in accordance with the degree and condition of the thickness difference of the bracket at the stage of the extruded material, which is a molding material. I understand the necessity.

差厚ブラケット構造:
本発明のブラケット10は、後述する通り、開口部17側に配置された、平坦で平板状のフランジ13、14の外側(図の上側)の面の数箇所と、平坦で平板状のカップ底部11の外側(図の下側)の面で、各々他部品と、機械的あるいは溶接、またはこれらの組み合わせによって結合される。
Differential thickness bracket structure:
As will be described later, the bracket 10 according to the present invention includes several portions on the outer surface (upper side in the drawing) of the flat and flat flanges 13 and 14 disposed on the opening 17 side, and a flat and flat cup bottom. 11 are connected to other parts by mechanical or welding or a combination thereof on the outer surface (lower side of the figure).

カップ底部11:
このため、カップ底部11の図の下面側の少なくとも接合面は、溶接や機械的な接合による場合の、接合性や接合強度を確保するために、平坦で平板状の一定の大きさ(広さ)の面積を確保する(有する)必要がある。ただ、カップ底部11の平面的な(平面視での)形状は、図4、図5のような円形に限らず、図1、図3のような楕円形、更には不定形であっても良い。
Cup bottom 11:
For this reason, at least the joint surface on the lower surface side of the figure of the cup bottom portion 11 is a flat and flat plate having a certain size (wideness) in order to ensure jointability and joint strength in the case of welding or mechanical joining. ) Area must be secured (has). However, the planar shape (in plan view) of the cup bottom 11 is not limited to the circular shape as shown in FIGS. 4 and 5, but may be an elliptical shape as shown in FIGS. 1 and 3, or even an indefinite shape. good.

ブラケット10に、前記したステイの場合のような衝突荷重など、何らかの荷重が加わった場合、カップ底部11の接合部には、集中的に荷重が付与される。したがって、カップ底部11は、カップ形状の要素の中で最も厚肉とされる必要がある。このカップ底部11の厚みが薄すぎると、ブラケット10のブラケットの強度および剛性が著しく低下する。このため、プレス成形によっても、押出形材である差厚ブランク1の中央の厚肉部2の厚み(板厚)を、できるだけ減少(減肉)させずに、そのまま保持することが好ましい。   When any load such as a collision load as in the case of the stay described above is applied to the bracket 10, the load is concentrated on the joint portion of the cup bottom 11. Therefore, the cup bottom 11 needs to be the thickest of the cup-shaped elements. If the thickness of the cup bottom 11 is too thin, the strength and rigidity of the bracket of the bracket 10 are significantly reduced. For this reason, it is preferable that the thickness (plate thickness) of the thick portion 2 at the center of the differential thickness blank 1 which is an extruded profile is held as it is without being reduced (thinned) as much as possible by press molding.

筒状の縦壁12:
カップ底部11の周縁部から立ち上がり、三次元的に存在する筒状の縦壁12はカップ状のブラケット10の荷重の負荷方向に対して三次元曲面とする、基本的な役割を果たす。このためには、ブラケット10の荷重の負荷方向に対して三次元曲面となるように、カップ底部11周縁の全周に亘って筒状に存在する必要がある。
Cylindrical vertical wall 12:
The cylindrical vertical wall 12 that rises from the peripheral edge of the cup bottom 11 and exists three-dimensionally has a basic function of making a three-dimensional curved surface with respect to the load direction of the load of the cup-shaped bracket 10. For this purpose, it is necessary to exist in a cylindrical shape over the entire circumference of the periphery of the cup bottom 11 so as to form a three-dimensional curved surface with respect to the load direction of the bracket 10.

ただ、図2〜5のブラケット10のように、カップ底部11周縁の全周に亘って連続して筒状に存在する必要はなく、筒状の縦壁12が無い周縁部があるなど、断続して存在しても良い。また、図2〜5のブラケット10では、筒状の縦壁12がカップ底部11周縁の全周に亘って連続して存在するものの、その高さは一定ではなく、ブラケット10の縦壁部12の谷間であって、フランジ13と14とをこれらの端部同士で互いにつなぐ、縦壁12よりも背の低い縦壁15、16に成形されている。このような背の低い縦壁15、16は、ブランク1の長手方向の各端部5、6の部分が相当し、このような幅が狭い領域(面積が小さい領域)がプレス成形されて、縦壁12よりも背の低い縦壁15、16とされる。この背の低い縦壁15、16は、ブラケット10の強度および剛性を確保した上で(支障のない範囲で)、充てられる縦壁12の材料を少なくして、軽量化させるものである。   However, like the bracket 10 in FIGS. 2 to 5, it is not necessary to continuously exist in a cylindrical shape over the entire periphery of the cup bottom 11, and there is a peripheral portion without the cylindrical vertical wall 12. May exist. In the bracket 10 of FIGS. 2 to 5, the cylindrical vertical wall 12 continuously exists over the entire periphery of the cup bottom 11, but the height thereof is not constant, and the vertical wall 12 of the bracket 10 is not constant. The vertical walls 15 and 16 are shorter than the vertical wall 12 and connect the flanges 13 and 14 to each other at their ends. Such short vertical walls 15 and 16 correspond to the portions of the end portions 5 and 6 in the longitudinal direction of the blank 1, and such a narrow region (region having a small area) is press-molded, The vertical walls 15 and 16 are shorter than the vertical wall 12. The short vertical walls 15 and 16 secure the strength and rigidity of the bracket 10 (to the extent that there is no trouble) and reduce the material of the vertical wall 12 to be filled, thereby reducing the weight.

このような背の低い縦壁15、16を設ける場合には、差厚ブラケット10のカップ底部11および/または筒状縦壁12の一部を、プレス成形後に切り欠くようにしても良いが、工程が増す。このため、前記差厚ブランク1に、予めブランク1の長手方向の各端部5、6のように、幅が狭い領域(面積が小さい領域)を設けて、プレス成形による材料量の制約によって設ける方が合理的である。すなわち、これらの背の低い縦壁15、16や、後述するフランジを部分的に存在させるために、ブランク1の中央の厚肉部2のカップ底部11に相当する一部、両側の薄肉部3、4の筒状縦壁12に相当する一部、あるいはフランジ13、14に相当する一部を、各々選択して予め切り欠いておくと、このプレス成形後の切り欠き工程が省略あるいは軽減できるために、好ましい。   In the case where such short vertical walls 15 and 16 are provided, the cup bottom 11 and / or part of the cylindrical vertical wall 12 of the differential thickness bracket 10 may be cut out after press molding, The process increases. For this reason, the differential thickness blank 1 is previously provided with a narrow region (region having a small area) like the end portions 5 and 6 in the longitudinal direction of the blank 1 and is provided due to the restriction of the amount of material by press molding. Is more reasonable. That is, in order to make these short vertical walls 15 and 16 and flanges described later partially exist, a part corresponding to the cup bottom 11 of the thick part 2 at the center of the blank 1 and the thin parts 3 on both sides. When a part corresponding to the four cylindrical vertical walls 12 or a part corresponding to the flanges 13 and 14 is selected and cut out in advance, the notching step after press molding can be omitted or reduced. Therefore, it is preferable.

筒状の縦壁12の厚み(板厚)は、比較的薄い場合でも、前記筒状の三次元構造ゆえに、ブラケットの強度および剛性を確保することができるが、ブラケットの軽量化と、ブラケットの強度および剛性の確保との兼ね合いやカップ底部11の厚みとの兼ね合いで、その厚みを設計する。例えば、軽量化に問題がない範囲で、少なくともこのカップ底部11からの立ち上がり部を、カップ底部11と同等か、同等に近い厚みとしても良い。また、高さによらず、カップ底部11からの立ち上がり部から、開口部17やフランジ13、14との境界までを一定の厚みとするか、高さに応じて順次薄肉化するなど、部分的に差厚化しても良い。   Even if the thickness (plate thickness) of the cylindrical vertical wall 12 is relatively thin, the strength and rigidity of the bracket can be ensured because of the cylindrical three-dimensional structure. The thickness is designed in consideration of ensuring the strength and rigidity and the thickness of the cup bottom 11. For example, as long as there is no problem in weight reduction, at least the rising portion from the cup bottom portion 11 may be equal to or close to the cup bottom portion 11. In addition, regardless of the height, from the rising portion from the cup bottom 11 to the boundary between the opening 17 and the flanges 13 and 14 is set to a constant thickness, or partially thinned according to the height, etc. The thickness may be increased.

フランジ13、14:
フランジ13、14の図の上面側の少なくとも接合面も、カップ底部11と同様に、溶接や機械的な接合による場合の、接合性や接合強度を確保するために、平坦で平板状の一定の大きさ(広さ)の面積を確保する(有する)必要がある。また、フランジ13、14の平面的な(平面視での)形状も、図5のようなカップ底部11周縁の全周に亘って連続して存在するような円環状だけでなく、図2、3、4に示す、切り欠き部15、16のように、フランジが無い部分があるなど、断続して存在しても良い。また、フランジ13、14は、図2、3、4のような、カップ底部11の両側の全長や、あるいは長手方向の全域に亘って連続して存在するような平面視で矩形あるいは四角形の平板状だけには限らない。例えば、これら平板状の範囲内に、フランジが無い部分や幅が狭い部分が存在するなどの、平面視で不定形で不連続な平板状であっても良い。
Flange 13, 14:
At least the joining surface on the upper surface side of the drawings of the flanges 13 and 14 is also a flat, flat plate-like constant in order to ensure the joining property and the joining strength in the case of welding or mechanical joining, like the cup bottom portion 11. It is necessary to secure (have) an area of size (width). Further, the planar shape (in a plan view) of the flanges 13 and 14 is not limited to an annular shape continuously existing over the entire periphery of the cup bottom 11 as shown in FIG. As shown in notches 15 and 16 shown in 3 and 4, there may be an intermittent portion such as a portion without a flange. Further, the flanges 13 and 14 are rectangular or rectangular flat plates in a plan view as shown in FIGS. 2, 3, and 4, which are continuously present over the entire length of the both sides of the cup bottom 11 or over the entire longitudinal direction. It is not limited to the shape. For example, an irregular and discontinuous flat plate shape in plan view, such as a portion without a flange or a narrow width portion, may exist within these flat plate ranges.

フランジの平面視形状:
ここで、好ましいフランジの平面視形状の設計につき、以下に説明する。
本発明で使用する板状のアルミニウム合金押出形材(ブランク)の破断伸びは、ブランクの押出方向と平行方向に張力を加えた場合が最も低い。そして、押出方向と直交方向、押出方向と45°方向あるいは135°方向の順に破断伸びが順次増大する。
Planar shape of the flange:
Here, a preferable design of the flange in plan view will be described below.
The elongation at break of the plate-shaped aluminum alloy extruded profile (blank) used in the present invention is lowest when tension is applied in a direction parallel to the extrusion direction of the blank. The elongation at break increases sequentially in the order of the direction orthogonal to the extrusion direction and the direction of the extrusion and 45 ° or 135 °.

このため、図2(b)、図3、4において、差厚ブラケット10のフランジ13、14を、そのカップ底部11内に存在するブラケットの中心点Cを基準として、図の上下方向の矢印で示す板状ブランク(1)の押出方向に対して、少なくとも45°と135°との方向の位置に存在していることが好ましい。これをフランジの存在範囲で示すと、押出方向と45°方向あるいは135°方向の位置(範囲)を含む、押出方向に対して、30°方向〜直交方向の範囲内と、直交方向から150°方向の範囲内に、少なくとも存在させることが好ましい。これによって、プレス成形時の破断限界を向上させることが可能になり、より深い絞り品であるブラケット10を得ることが出来る。   For this reason, in FIGS. 2 (b), 3 and 4, the flanges 13 and 14 of the differential thickness bracket 10 are indicated by the vertical arrows in the figure with the center point C of the bracket existing in the cup bottom 11 as a reference. It is preferable that it exists in the position of the direction of at least 45 degrees and 135 degrees with respect to the extrusion direction of the plate-shaped blank (1) to show. When this is indicated by the presence range of the flange, it includes the position (range) in the 45 ° direction or 135 ° direction in the extrusion direction and within the range from 30 ° direction to the orthogonal direction with respect to the extrusion direction, and 150 ° from the orthogonal direction. It is preferable to exist at least within the range of directions. As a result, it is possible to improve the breaking limit during press molding, and the bracket 10 that is a deeper drawn product can be obtained.

図2、3、4に示すブラケット10は、前記押出方向に位置するフランジが、切り欠き部15、16において、存在していない典型例である。と同時に、フランジ13、14を、差厚ブラケット10の中心点Cを基準として、押出方向に対して、少なくとも45°と135°との方向の位置に存在させた典型例でもあり、軽量化だけでなく、プレス成形性の向上効果がある。ただ、フランジ13、14を少なくとも45°と135°との方向の位置に存在させる場合も、その平面視形状として、図2、3、4に示すような、押出方向に対して概ね同じような幅とせずとも良い。例えば、押出方向に対して直交する方向のフランジ幅をより狭めるような蝶の羽根形状にするなど、中心点Cを基準とした押出方向に対する角度(位置)によって、フランジ幅を順次変えるようにしても良い。   The bracket 10 shown in FIGS. 2, 3, and 4 is a typical example in which a flange located in the pushing direction does not exist in the cutout portions 15 and 16. At the same time, the flanges 13 and 14 are also typical examples in which the flanges 13 and 14 are located at positions of at least 45 ° and 135 ° with respect to the extrusion direction with respect to the center point C of the differential thickness bracket 10, and only the weight reduction is achieved. In addition, there is an effect of improving press formability. However, when the flanges 13 and 14 are present at positions in the directions of at least 45 ° and 135 °, the shape in plan view is substantially the same with respect to the extrusion direction as shown in FIGS. It doesn't have to be width. For example, the flange width is sequentially changed according to the angle (position) with respect to the extrusion direction with respect to the center point C, such as a butterfly blade shape that narrows the flange width in the direction orthogonal to the extrusion direction. Also good.

これに対して、図5のように、カップ底部11周縁の全周に亘ってフランジ13、14が連続して存在するような円環状のフランジ形状では、フランジ13、14が、差厚ブラケット10の中心点Cを基準として、矢印で示す前記板状ブランク1の押出方向に対して、少なくとも45°と135°との方向の位置に存在しているものの、押出方向にも存在している。したがって、プレス成形性は、図5のブラケット10よりも、図2、3、4に示すブラケット10の方が優れている。   On the other hand, as shown in FIG. 5, in the annular flange shape in which the flanges 13 and 14 are continuously present over the entire periphery of the cup bottom 11, the flanges 13 and 14 are provided with the differential thickness bracket 10. With respect to the center point C of the sheet, the sheet blank 1 is present at a position of at least 45 ° and 135 ° with respect to the extrusion direction of the plate blank 1 indicated by the arrow, but is also present in the extrusion direction. Therefore, the press formability of the bracket 10 shown in FIGS. 2, 3, and 4 is superior to the bracket 10 of FIG.

これは、前記した通り、アルミニウム合金押出形材に特有の問題として、前記板状ブランク1の押出方向と平行な方向への伸びが、他の方向に比べて大幅に劣り、破断伸びが押出方向と平行方向に張力を加えた場合が最も低くなるからである。したがって、図2(b)、図3、4に示す通り、差厚ブラケット10のフランジ13、14が、差厚ブラケット10の中心点Cを基準として、矢印で示す前記板状ブランク1の押出方向の位置には、少なくとも存在していないことが好ましい。これをフランジ13、14の存在範囲で示すと、フランジ13、14が、差厚ブラケット10の中心点C(カップ底部11内に存在)を基準として、板状ブランク(1)の押出方向に対して、少なくとも±20°の範囲内には存在していないことが好ましい。   As described above, this is a problem peculiar to an aluminum alloy extruded profile, in which the elongation in the direction parallel to the extrusion direction of the plate blank 1 is significantly inferior to the other directions, and the elongation at break is in the extrusion direction. This is because the tension is the lowest when tension is applied in a parallel direction. Therefore, as shown in FIGS. 2B, 3, and 4, the flanges 13 and 14 of the differential thickness bracket 10 are pushed in the direction in which the plate blank 1 is indicated by an arrow with respect to the center point C of the differential thickness bracket 10. It is preferable that the position is not present at least. When this is indicated by the existence range of the flanges 13 and 14, the flanges 13 and 14 are based on the center point C (existing in the cup bottom 11) of the differential thickness bracket 10 with respect to the extrusion direction of the plate blank (1). Therefore, it is preferable that it does not exist within a range of at least ± 20 °.

このように、フランジ13、14の押出方向あるいはこれと平行な方向の位置に存在するフランジ部分を無くせば、プレス成形時に、押出形材からなるブランク1で、最も伸びの少ない方向、すなわち破断が生じやすい方向への張力を低減できる。これにより、ブランク1のプレス成形時の破断が生じにくくなり、より深い(高さが高い)絞り成形品であるブラケット10を得ることが出来る。   Thus, if the flange part which exists in the position of the direction of extrusion of the flanges 13 and 14 or a direction parallel thereto is eliminated, the direction of least elongation, that is, the breakage of the blank 1 made of the extruded shape material is produced during press molding. It is possible to reduce the tension in the direction in which it tends to occur. Thereby, it becomes difficult to produce the fracture | rupture at the time of press molding of the blank 1, and the bracket 10 which is a deeper (higher height) draw-molded product can be obtained.

ブラケット10の効果:
図3〜図5において、ブラケット10の接合部を×印で各々示す。×印は溶接や機械的な接合あるいは接着剤を用いた、更には、これらを組み合わせて用いた、各々の接合部(接合点)であり、複数の×印は接合点が複数個所あることを示している。溶接は公知のスポット溶接、TIG、MIG、レーザなどの汎用手段、機械的な接合は公知のボルト、ナットやリベット、セルフピアシングリベットなどの汎用手段、接着剤は公知、市販の汎用接着樹脂が使用できる。
Effect of bracket 10:
3-5, the junction part of the bracket 10 is each shown by x mark. X marks are each joint (joint point) using welding, mechanical joining or adhesive, or a combination of these, and multiple x signs indicate that there are multiple joint points. Show. Welding uses general-purpose means such as spot welding, TIG, MIG, laser, etc., mechanical joining uses known means such as bolts, nuts, rivets, self-piercing rivets, etc. Adhesive is well-known and commercially available general-purpose adhesive resin is used it can.

ここで、前記した衝突などの荷重がブラケット10に加わった場合、前記した通り、カップ底部11の接合部には、集中的に荷重が付与される。これに対して、複数存在するフランジ13、14の接合点では、荷重自体が分散される。また、カップ底部11に複数の接合点がある場合でも、フランジ13、14の接合点に比べると、狭い範囲に接合点が集中し、荷重負荷(入力)に伴うモーメントもフランジ13、14に比べて大きくなる。   Here, when a load such as the above-described collision is applied to the bracket 10, as described above, the load is intensively applied to the joint portion of the cup bottom 11. On the other hand, the load itself is dispersed at the joint points of the plurality of flanges 13 and 14. Even when there are a plurality of joint points on the cup bottom 11, the joint points are concentrated in a narrower range than the joint points of the flanges 13 and 14, and the moment accompanying the load load (input) is also greater than that of the flanges 13 and 14. Become bigger.

このため、ブラケット10の外周部側に位置するフランジ13、14に加わる荷重(応力)に比べて、カップ底部11に発生する応力は大きくなる。つまり、内周側に位置するカップ底部11に比べて、外周側に位置するフランジ13、14や筒状縦壁12を薄肉化しても、強度特性への影響は小さい。したがって、これら外周側の部位は、前記した通り薄肉にすることができ、差厚化する部位に応じた、効率的な軽量化が図れる。   For this reason, compared with the load (stress) added to the flanges 13 and 14 located in the outer peripheral part side of the bracket 10, the stress which generate | occur | produces in the cup bottom part 11 becomes large. That is, even if the flanges 13 and 14 and the cylindrical vertical wall 12 positioned on the outer peripheral side are made thinner than the cup bottom portion 11 positioned on the inner peripheral side, the influence on the strength characteristics is small. Therefore, these outer peripheral portions can be made thinner as described above, and an efficient weight reduction can be achieved according to the portion to be thickened.

さらに、差厚化した本発明ブラケット10は、部位によらず板厚が同じ(一定の)素材から形成される、従来のブラケットに比べて、成形性の面でも有利である。本発明の差厚ブランクの場合、プレス成形時に荷重を受けるカップ底部11の肉厚を厚く設定し、かつ、変形抵抗になる外周側のフランジ13、14の肉厚を薄くすることで、絞り成形時に破断危険部になるカップ底部11のコーナー部(縦壁12の立ち上がり部)に発生する応力を低減し、破断を生じにくくすることが出来る。すなわち、通常の部位によらず板厚が同じ素材から成形する場合に比べて、成形限界が高くなり、より深い絞り成形品であるブラケットを形成することが出来る。   Furthermore, the bracket 10 of the present invention having a different thickness is advantageous in terms of formability as compared with a conventional bracket formed of a material having the same (constant) plate thickness regardless of the portion. In the case of the differential thickness blank of the present invention, the thickness of the cup bottom 11 that receives a load during press molding is set to be thick, and the thickness of the outer flanges 13 and 14 that become deformation resistance is reduced to thereby reduce the drawing. It is possible to reduce the stress generated at the corner portion of the cup bottom portion 11 (rising portion of the vertical wall 12), which sometimes becomes a breakable danger portion, and to make it difficult to break. That is, the molding limit is higher than in the case of molding from a material having the same thickness regardless of the normal part, and a bracket which is a deeper drawn product can be formed.

これに対して、図7に比較例として示すブラケット20は、アルミニウム合金押出形材をそのままブラケットとして用いた場合であり、断面形状だけ見れば、底部21の厚肉化(差厚化)を含めて、本発明ブラケット10と類似する。しかし、このブラケット20は、長手方向に亘って均一な(一定な)断面という、押出形材特有の制約がある。このため、図7から分る通り、ブラケット20を各々構成する、両側の薄肉のフランジ22、22や、厚肉の底部21を含めて、特に縦壁23、24も、各々二次元方向にしか延在していない。   On the other hand, the bracket 20 shown as a comparative example in FIG. 7 is a case where an aluminum alloy extruded shape is used as it is as a bracket, and if only the cross-sectional shape is seen, the bottom portion 21 is thickened (differential thickness). Thus, it is similar to the bracket 10 of the present invention. However, the bracket 20 has a restriction unique to the extruded shape such as a uniform (constant) cross section in the longitudinal direction. For this reason, as can be seen from FIG. 7, the vertical walls 23 and 24 including the thin flanges 22 and 22 on both sides and the thick bottom portion 21, which respectively constitute the brackets 20, are also only in two-dimensional directions. Not extended.

この結果、図7の上方向からの矢印Fで示す荷重の負荷方向に対しては、二次元の断面となり、縦壁23、24が比較的容易に倒れるため、特定の方向への荷重に対して弱くなる。このため、ブラケットの一用途である車両用のバンパステイ(以下、単にステイとも言う)として、必要な圧壊強度や衝突エネルギの吸収性能を満たすためには、やはりどうしても厚肉にする必要があり、高強度化が要求されるほど、重量が重くなり、素材費も高くなる。   As a result, the load direction indicated by the arrow F from above in FIG. 7 is a two-dimensional cross section, and the vertical walls 23 and 24 fall relatively easily. Become weaker. For this reason, in order to satisfy the required crushing strength and impact energy absorption performance as a vehicle bumper stay (hereinafter also simply referred to as “stay”), which is one use of the bracket, it is necessary to increase the thickness. The higher the strength required, the higher the weight and the higher the material cost.

ブラケットの取り付け:
図6(a)、(b)を用いて、本発明ブラケットの取り付け方の態様を説明する。図6(a)は、差厚ブラケット10が車両用バンパステイである場合を示す平面図である。また、図6(b)は、取り付けた差厚ブラケット10の×印で示す接合点(接合箇所)を斜視図で示している。なお、図6(a)は車両の幅方向(図の左右方向)に亘って、その長手方向が延在しているバンパ補強材50の、左右対称に車体後方に向かって傾斜している左側半分のみを部分的に示している。
Mounting the bracket:
The manner of attaching the bracket of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 (a) and 6 (b). FIG. 6A is a plan view showing a case where the differential thickness bracket 10 is a vehicle bumper stay. FIG. 6B is a perspective view showing a joint point (joint location) indicated by a cross mark of the attached differential thickness bracket 10. 6A shows a left side of the bumper reinforcing member 50 whose longitudinal direction extends in the width direction of the vehicle (the left-right direction in the figure) and is inclined symmetrically toward the rear of the vehicle body. Only half is shown partially.

図6の通り、差厚ブラケット10のカップ底部11は、2箇所の×印において、矩形中空構造であるバンパ補強材50の後面側壁52に接合されている。一方、差厚ブラケット10のフランジ13、14は、各々2箇所(合計4箇所)の×印において、車両構造部材であるサイドフレーム60の前側壁61に、各々接合されている。   As shown in FIG. 6, the cup bottom portion 11 of the differential thickness bracket 10 is joined to the rear side wall 52 of the bumper reinforcing member 50 having a rectangular hollow structure at two crosses. On the other hand, the flanges 13 and 14 of the differential thickness bracket 10 are respectively joined to the front side wall 61 of the side frame 60 which is a vehicle structural member at two places (four places in total).

このような取り付け方について、カップ底部11側とフランジ13、14とが逆向きとなって、ちょうど前記図8、9のように、フランジ13、14(カップ開口部17)側を、バンパ補強材50の後面壁側52に接合し、カップ底部11側をサイドフレーム先端部61側に各々取り付けるようにしても良い。   With respect to such an attachment method, the cup bottom 11 side and the flanges 13 and 14 are opposite to each other, and the flanges 13 and 14 (cup opening 17) side are disposed on the bumper reinforcing material just as shown in FIGS. 50 may be joined to the rear wall side 52 and the cup bottom 11 side may be attached to the side frame tip 61 side.

ここで、本発明ブラケット10は、同種のアルミニウム合金製の部品と接合される場合は、耐食性付与などの表面処理は不要である。ただ、他の部品として、鋼製や鉄製の自動車部材と接合される場合には、異材同士の電位差による電食の防止のために、接合部に樹脂(接合を兼ねた樹脂でも可)を介在させて、アルミと鋼や鉄とを絶縁すること、あるいは鋼材にダクロ処理などの表面処理を追加することが好ましい。   Here, when the bracket 10 of the present invention is joined to the same kind of aluminum alloy component, surface treatment such as imparting corrosion resistance is unnecessary. However, when other parts are joined to steel or steel automobile parts, a resin (or a resin that also serves as a joint) is interposed in the joint to prevent electrolytic corrosion due to the potential difference between different materials. It is preferable to insulate aluminum and steel or iron, or to add a surface treatment such as dacro treatment to the steel material.

以上の通り、本発明によれば、この点に鑑み、本発明は、現行と同等レベルの強度、剛性を確保した上で、より薄肉、軽量化が可能で、成形性などに優れて製造しやすい、カップ形状の差厚ブラケットを提供できる。したがって、バンパステイなどのエネルギ吸収特性が求められるブラケットに好適である。   As described above, according to the present invention, in view of this point, the present invention can be made thinner and lighter while ensuring the same level of strength and rigidity as the current one, and can be manufactured with excellent moldability and the like. An easy-to-use cup-shaped differential thickness bracket can be provided. Therefore, it is suitable for a bracket that requires energy absorption characteristics such as bumpy stay.

1:差厚ブランク、2:ブランクの中央厚肉部、3、4:ブランクの薄肉部、5、6:ブランクの押出前後方向の各端部、7、8:ブランクの幅方向各端部、10:ブラケット、11:カップ底部、12:筒状縦壁、13、14:フランジ、15、16:背の低い縦壁、17:開口部、18、19:フランジ側方の端部   1: differential thickness blank, 2: central thick part of blank, 3, 4: thin part of blank, 5, 6: each end part in the longitudinal direction of extrusion of the blank, 7, 8: each end part in the width direction of the blank, 10: bracket, 11: cup bottom, 12: cylindrical vertical wall, 13, 14: flange, 15, 16: short vertical wall, 17: opening, 18, 19: end of flange side

Claims (5)

アルミニウム合金押出形材からなる板状ブランクがプレス成形されて、カップとこのカップに連なるフランジとが一体になった形状とされたブラケットであって、
前記板状ブランクは中央の厚肉部とその両側にある薄肉部とをその押出方向に亘って有する差厚ブランクからなり、
この差厚ブランクの前記厚肉部が少なくとも前記カップに成形されるとともに、この差厚ブランクの前記薄肉部が少なくとも前記フランジに各々成形されており、
前記ブラケットは、最も厚肉であるカップ底部と、このカップ底部の周縁部から立ち上がる筒状の縦壁と、この縦壁によって囲まれた開口部とからなる前記カップと、前記縦壁の周縁部から外方に張出した前記フランジとから一体に構成され、
前記カップ底部と前記フランジとにおいて各々他部品と接合される、
ことを特徴とする差厚ブラケット。
A bracket in which a plate-shaped blank made of an aluminum alloy extruded shape is press-molded, and a cup and a flange connected to the cup are integrated,
The plate-like blank consists of a differential thickness blank having a central thick part and thin parts on both sides in the extrusion direction,
The thick portion of the differential thickness blank is molded at least on the cup, and the thin portion of the differential thickness blank is molded at least on the flange,
The bracket has a cup bottom that is the thickest, a cylindrical vertical wall that rises from the peripheral edge of the cup bottom, an opening surrounded by the vertical wall, and a peripheral edge of the vertical wall. It is constructed integrally with the flange projecting outward from
Joined to other parts at the cup bottom and the flange, respectively.
Difference thickness bracket characterized by that.
前記差厚ブラケットの前記フランジが、前記差厚ブラケットの中心点を基準として、前記板状ブランクの押出方向に対して、30°方向〜直交方向の範囲内と、直交方向から150°方向の範囲内とに少なくとも存在していることを特徴とする請求項1に記載の差厚ブラケット。   The flange of the differential thickness bracket is within the range of 30 ° direction to orthogonal direction and the range of 150 ° direction from the orthogonal direction with respect to the extrusion direction of the plate blank with the center point of the differential thickness bracket as a reference. The differential thickness bracket according to claim 1, wherein the differential thickness bracket is present at least inside. 前記差厚ブラケットの前記フランジが、前記差厚ブラケットの中心点を基準として、前記板状ブランクの押出方向に対して、少なくとも±20°の方向の範囲内には存在していないことを特徴とする請求項1または2に記載の差厚ブラケット。   The flange of the differential thickness bracket does not exist within a range of at least ± 20 ° with respect to the extrusion direction of the plate blank with respect to the center point of the differential thickness bracket. The differential thickness bracket according to claim 1 or 2. 前記差厚ブラケットの前記カップにおける前記筒状縦壁の一部が切り欠かかれていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の差厚ブラケット。   4. The differential thickness bracket according to claim 1, wherein a part of the cylindrical vertical wall of the cup of the differential thickness bracket is cut out. 5. 前記差厚ブラケットが車両用バンパステイであり、前記カップ底部がバンパ補強材に、前記フランジ部が車両構造部材に、各々接合されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の差厚ブラケット。   The difference thickness bracket is a bumper stay for vehicles, the cup bottom is joined to a bumper reinforcement, and the flange is joined to a vehicle structural member, respectively. The differential thickness bracket described.
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