JP2018043547A - インストルメントパネルリィンフォースメント及びインストルメントパネルリィンフォースメントの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構造のインストルメントパネルリィンフォースメント及びインストルメントパネルリィンフォースメントの製造方法を提供する。
【解決手段】インパネＲ／Ｆ１は、大径パイプ部１１と、大径パイプ部１１の一端から一体で連続して一端側に延びる径変パイプ部１２と、径変パイプ部１２の一端から一体で連続して一端側に延びる小径パイプ部１３とを備える。インパネＲ／Ｆ１は、円管状の素管をしごき加工により縮径させつつ、該素管の一端側に延伸させる工程を複数回行うことにより、大径パイプ部１１と、径変パイプ部１２と、小径パイプ部１３とを一体成形することにより製造される。
【選択図】図１

Description

本発明は、インストルメントパネルリィンフォースメント及びインストルメントパネルリィンフォースメントの製造方法に関する。

従来、車両のインストルメントパネル内部には、車両幅方向に延びるリィンフォースメントが設けられている。このインストルメントパネルリィンフォースメント（以下、「インパネＲ／Ｆ」と記すこともある）は、例えば側面衝突に対して車体を補強する機能のほか、各種の車載部品を支持する機能を有している。そのため、ステアリング装置のような比較的重い車載部品を支持する運転席側を太くすることで剛性を確保しつつ、助手席側を細くすることで全体での軽量化等を図っている。

こうしたインパネＲ／Ｆとして、例えば特許文献１には、運転席側に設けられる大径の金属管と、助手席側に設けられる小径の金属管とを備え、運転席側の金属管における縮径加工が施された一端部に助手席側の金属管を嵌合して連結したものが開示されている。このインパネＲ／Ｆでは、運転席側の金属管と助手席側の金属管との連結部分にローラを押し当てて転造溝を形成することによりこれら金属管同士を接合しており、例えば溶接により接合する場合に比べて熱による材質変化が生じることを抑制できる。

特開２０１４−９１４２１号公報

ところで、近年、車両においては、より一層の構造の簡素化が要求されるようになっている。しかし、上記特許文献１の構成では、インパネＲ／Ｆを構成する部品として、径の異なる２本の金属管が必要であり、構造のさらなる簡素化を実現できる技術の創出が求められていた。

本発明の目的は、簡素な構造のインストルメントパネルリィンフォースメント及びインストルメントパネルリィンフォースメントの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するインストルメントパネルリィンフォースメントは、管状の大径パイプ部と、前記大径パイプ部の一端から一体で連続して延びるとともに、一端側に向かうほど外径が小さくなる管状の径変パイプ部と、前記径変パイプ部の一端から一体で連続して延びるとともに、外径が前記大径パイプ部よりも小さい管状の小径パイプ部とを備える。

上記構成によれば、大径パイプ部、径変パイプ部、小径パイプ部が一体となっているため、径の異なる２本の管を連結する場合に比べ、部品点数を削減でき、構造を簡素化できる。

上記インストルメントパネルリィンフォースメントにおいて、前記小径パイプ部の肉厚は、前記大径パイプ部の肉厚よりも薄く設定されることが好ましい。
上記構成によれば、大径パイプ部の強度を確保して車載部品を安定的に支持することを可能にしつつ、小径パイプ部の肉厚を薄くすることで全体でのより一層の軽量化を図ることができる。

上記インストルメントパネルリィンフォースメントにおいて、前記小径パイプ部の一端から一体で連続して延びるとともに、外径が一端側に向かうほど大きくなる第２径変パイプ部と、前記第２径変パイプ部の一端から一体で連続して延びるとともに、外径が前記大径パイプ部と等しく設定された第２大径パイプ部とを備えることが好ましい。

上記構成によれば、両端の外径が等しくなるため、インパネＲ／Ｆを車体に取り付けるためのブラケットを共通化することができる。
上記課題を解決するインストルメントパネルリィンフォースメントの製造方法は、素管をしごき加工により縮径させつつ、該素管の一端側に延伸させる工程により、管状の大径パイプ部と、前記大径パイプ部の一端から一体で連続して延びるとともに、一端側に向かうほど外径が小さくなる管状の径変パイプ部と、前記径変パイプ部の一端から一体で連続して延びるとともに、外径が前記大径パイプ部よりも小さい管状の小径パイプ部とを一体成形する。

上記構成によれば、素管にしごき加工を施すことで、大径パイプ部、径変パイプ部及び小径パイプ部を一体成形してインパネＲ／Ｆを製造するため、大径パイプ部、径変パイプ部及び小径パイプ部の軸心を容易に精度よく同軸上に位置させることができる。

上記インストルメントパネルリィンフォースメントの製造方法において、前記素管の外径は、前記大径パイプ部の外径と等しく設定されることが好ましい。
上記構成によれば、素管の外径が大径パイプ部の外径と等しいため、大径パイプ部を加工する手間を簡略化でき、容易にインパネＲ／Ｆを製造できる。

本発明によれば、インパネＲ／Ｆの構造を簡素化できる。

第１実施形態のブラケットを組み付けた状態のインパネＲ／Ｆの斜視図。 第１実施形態のインパネＲ／Ｆの側面図。 第１実施形態のインパネＲ／Ｆにおける部分断面図（ＩＩＩ−ＩＩＩ断面図）。 大径用ブラケットの斜視図。 小径用ブラケットの斜視図。 素管の斜視図。 （ａ）〜（ｃ）はインパネＲ／Ｆの製造工程を示す模式図。 第２実施形態のインパネＲ／Ｆの斜視図。 別例のインパネＲ／Ｆにおける部分断面図。

（第１実施形態）
以下、インストルメントパネルリィンフォースメント及びインストルメントパネルリィンフォースメントの製造方法の第１実施形態を図面に従って説明する。

図１に示すインパネＲ／Ｆ１は、車両のインストルメントパネル内部に設けられ、例えば側面衝突に対して車体を補強するほか、ステアリング装置等の車載部品を支持するものである。なお、以下の説明では、図中の右側をインパネＲ／Ｆ１の一端側とし、左側をインパネＲ／Ｆ１の他端側とする。

図１及び図２に示すように、インパネＲ／Ｆ１は、アルミ合金等の金属材料により構成されており、全体として細長い管状に形成されている。詳しくは、インパネＲ／Ｆ１は、大径パイプ部１１と、大径パイプ部１１の一端から一体で連続して一端側に延びる径変パイプ部１２と、径変パイプ部１２の一端から一体で連続して一端側に延びる小径パイプ部１３とを備えている。大径パイプ部１１は、断面円環をなす管状に形成されており、その長手方向全域に亘って略一定の外径及び内径を有している。径変パイプ部１２は、断面円環をなす短い管状に形成されており、一端側に向かうにつれて、すなわち大径パイプ部１１から離間するにつれて、外径及び内径が一定角度で直線的に小さくなるテーパ状に形成されている。小径パイプ部１３は、断面円環をなすとともに大径パイプ部１１よりも長尺の管状に形成されており、その長手方向全域に亘って略一定の外径及び内径を有している。小径パイプ部１３の外径及び内径は、それぞれ大径パイプ部１１の外径及び内径よりも小さく設定されている。

図３に示すように、本実施形態では、大径パイプ部１１、径変パイプ部１２及び小径パイプ部１３は略同一の肉厚を有しており、それぞれの肉厚は長手方向の全域に亘って略一定に設定されている。そして、大径パイプ部１１、径変パイプ部１２及び小径パイプ部１３は、繋ぎ目のない一体品として形成されている。

図１に示すように、インパネＲ／Ｆ１の両端には、ブラケット１４，１５が嵌合され、溶接等により固定されている。なお、インパネＲ／Ｆ１には、図示しないステアリング装置等の車載部品を支持するためのブラケット等が大径パイプ部１１に設けられるとともに、エアバッグ等の車載部品を支持するためのブラケット等が小径パイプ部１３に設けられる。

図４に示すように、大径用ブラケット１４は、円環状の大径嵌合部２１と、大径嵌合部２１の径方向に突出する一対のフランジ部２２とを備えている。大径嵌合部２１の内径は、大径パイプ部１１の外径と略等しく設定されている。各フランジ部２２には、大径嵌合部２１の軸線と直交する方向に貫通した貫通孔２３が形成されている。

図５に示すように、小径用ブラケット１５は、円環状の小径嵌合部２４と、小径嵌合部２４の径方向に突出する一対のフランジ部２５とを備えている。小径嵌合部２４の内径は、小径パイプ部１３の外径と略等しく設定されている。各フランジ部２５には、小径嵌合部２４の軸線と直交する方向に貫通した貫通孔２６が形成されている。そして、インパネＲ／Ｆ１は、大径パイプ部１１が運転席側、小径パイプ部１３が助手席側に配置された状態で、ブラケット１４，１５の貫通孔２３，２６に挿通されるボルト等の締結部材（図示略）によって車体に取り付けられる。

次に、インストルメントパネルリィンフォースメントの製造方法について説明する。
インパネＲ／Ｆ１は、図６に示すような円管状の素管３１を、しごき加工により縮径させつつ、該素管３１の一端側に延伸させる工程を複数回行うことにより、大径パイプ部１１と、径変パイプ部１２と、小径パイプ部１３とを一体成形することにより製造される。本実施形態の素管３１の外径は、大径パイプ部１１の外径と略等しく設定されている。また、素管３１の長さは、大径パイプ部１１の全長よりも長く、インパネＲ／Ｆ１の全長よりも所定長さだけ短く設定されている。なお、所定長さは、素管３１にしごき加工を行うことにより、径変パイプ部１２及び小径パイプ部１３を成形するまで縮径させることで素管３１が延伸する長さであり、予め実験等により求められている。

具体的には、図７（ａ）に示すように、素管３１の他端部を加工装置３２の円柱状に形成された支持部３３に固定し、所定回転数で回転させる。続いて、先端がＬ字状に屈曲した内周側治具３４を一端側から素管３１の内周に挿入するとともに、内周側治具３４の先端と対応する位置に素管３１の外周側から外周側治具３５を押し当てる。そして、内周側治具３４及び外周側治具３５により素管３１における径変パイプ部１２の他端に相当する位置から挟み込み、素管３１に過度な応力が作用しない所定量だけ素管３１を縮径させながら、内周側治具３４及び外周側治具３５を一端側に移動させる。

続いて、前回の工程において加工を開始した位置より僅かに一端側寄りの位置を内周側治具３４及び外周側治具３５により挟み込み、同様に素管３１を縮径させながら、内周側治具３４及び外周側治具３５を一端側に移動させる。こうした加工を繰り返し行うことにより、図７（ｂ），（ｃ）に示すように徐々に素管３１を縮径させ、小径パイプ部１３の外径と等しくなるまで行うことで、インパネＲ／Ｆ１が製造される。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）インパネＲ／Ｆ１を、大径パイプ部１１、径変パイプ部１２及び小径パイプ部１３が繋ぎ目のない一体品としたため、径の異なる複数本の管を連結する場合に比べ、部品点数を削減でき、構造を簡素化できる。

（２）素管３１にしごき加工を施すことで、大径パイプ部１１、径変パイプ部１２及び小径パイプ部１３を一体成形してインパネＲ／Ｆ１を製造するため、大径パイプ部１１、径変パイプ部１２及び小径パイプ部１３の軸心を容易に精度よく同軸上に位置させることができる。また、溶接等により複数の管を接合する場合に比べ、材質変化が生じることを抑制できる。

（３）素管３１としてその外径が大径パイプ部１１の外径と等しいものを用いたため、大径パイプ部１１を加工する手間を簡略化でき、容易にインパネＲ／Ｆ１を製造できる。
（第２実施形態）
次に、インストルメントパネルリィンフォースメント及びインストルメントパネルリィンフォースメントの製造方法の第２実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

図８に示すように、本実施形態のインパネＲ／Ｆ１は、大径パイプ部１１及び径変パイプ部１２と、第１実施形態の小径パイプ部１３に対して長さが短い小径パイプ部１３Ａと、小径パイプ部１３Ａの一端から一体で連続して延びる第２径変パイプ部４１と、第２径変パイプ部４１の一端から一体で連続して延びる第２大径パイプ部４２とを備えている。第２径変パイプ部４１は、断面円環をなす短い管状に形成されており、一端側に向かうにつれて、すなわち小径パイプ部１３Ａから離間するにつれて、外径及び内径が一定角度で直線的に大きくなるテーパ状に形成されている。第２大径パイプ部４２は、断面円環をなす管状に形成されており、その長手方向全域に亘って、大径パイプ部１１の外径及び内径と等しい外径及び内径を有する断面円環状に形成されている。

インパネＲ／Ｆ１の両端には、大径用ブラケット１４がそれぞれ嵌合固定されている。そして、インパネＲ／Ｆ１は、大径パイプ部１１が運転席側、小径パイプ部１３Ａが助手席側に配置された状態で、各大径用ブラケット１４の貫通孔２３に挿通される締結部材によって車体に取り付けられる。

なお、インパネＲ／Ｆ１の製造方法は、上記第１実施形態と同様に、素管３１を、しごき加工により縮径させつつ、該素管３１の一端側に延伸させる工程を複数回行うことにより、大径パイプ部１１と、径変パイプ部１２と、小径パイプ部１３Ａと、第２径変パイプ部４１と、第２大径パイプ部４２とを一体成形することにより製造される。

次に、本実施形態の効果について記載する。なお、本実施形態では、上記第１実施形態の（１）〜（３）の効果に加えて以下の効果を有する。
（４）インパネＲ／Ｆ１は、小径パイプ部１３Ａの一端から一体で連続して延びる第２径変パイプ部４１と、第２径変パイプ部４１の一端から一体で連続して延びるとともに、外径が大径パイプ部１１と等しく設定された第２大径パイプ部４２とを備えるようにした。そのため、インパネＲ／Ｆ１の両端の外径が等しくなるため、同形状の大径用ブラケット１４を固定することができる。これにより、インパネＲ／Ｆ１を車体に取り付けるためのブラケットを共通化することができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記第１実施形態では、大径パイプ部１１、径変パイプ部１２及び小径パイプ部１３が略同一の肉厚を有するようにしたが、これに限らず、大径パイプ部１１、径変パイプ部１２及び小径パイプ部１３の肉厚は互いに異なっていてもよい。例えば、図９に示すように、大径パイプ部１１及び径変パイプ部１２の肉厚を略同一に設定するとともに、小径パイプ部１３Ｂの肉厚を大径パイプ部１１及び径変パイプ部１２の半分程度の厚みに設定してもよい。これにより、大径パイプ部１１の強度を確保してステアリング装置等の比較的重い車載部品を安定的に支持することを可能にしつつ、小径パイプ部１３Ｂの肉厚を薄くすることで全体でのより一層の軽量化を図ることができる。なお、上記第２実施形態においても同様に、大径パイプ部１１、径変パイプ部１２、小径パイプ部１３Ａ、第２径変パイプ部４１及び第２大径パイプ部４２の肉厚が互いに異なっていてもよく、例えば小径パイプ部１３Ａの肉厚を半分程度に設定してもよい。

・上記第１実施形態では、インパネＲ／Ｆ１の両端にブラケット１４，１５を嵌合し、ブラケット１４，１５を介して車体に取り付けるようにしたが、これに限らず、例えばインパネＲ／Ｆ１の両端をプレス加工等により平板状に成形するとともに貫通孔を形成し、該貫通孔に締結部材を挿通して車体に取り付けるようにしてもよい。同様に、上記第２実施形態において、大径用ブラケット１４を介さずにインパネＲ／Ｆ１を車体に取り付けるようにしてもよい。

・上記各実施形態では、径変パイプ部１２を、外径及び内径が一端側に向かうにつれて一定角度で直線的に小さくなるテーパ状に形成したが、これに限らず、例えば外径及び内径が一端側に向かうにつれて曲線的に小さくなるテーパ状としてもよい。また、上記第２実施形態の第２径変パイプ部４１を、例えば外径及び内径が一端側に向かうにつれて曲線的に大きくなるテーパ状としてもよい。

・上記各実施形態では、インパネＲ／Ｆ１の素材となる素管３１として、その外径が大径パイプ部１１と等しいものを用いたが、これに限らず、大径パイプ部１１よりも大きな外径を有する素管を用いてもよい。

１…インストルメントパネルリィンフォースメント（インパネＲ／Ｆ）、１１…大径パイプ部、１２…径変パイプ部、１３，１３Ａ，１３Ｂ…小径パイプ部、１４…大径用ブラケット、１５…小径用ブラケット、３１…素管、３２…加工装置、３３…支持部、３４…内周側治具、３５…外周側治具、４１…第２径変パイプ部、４２…第２大径パイプ部。

Claims (5)

1. 管状の大径パイプ部と、
   前記大径パイプ部の一端から一体で連続して延びるとともに、一端側に向かうほど外径が小さくなる管状の径変パイプ部と、
   前記径変パイプ部の一端から一体で連続して延びるとともに、外径が前記大径パイプ部よりも小さい管状の小径パイプ部とを備えたインストルメントパネルリィンフォースメント。
2. 請求項１に記載のインストルメントパネルリィンフォースメントにおいて、
   前記小径パイプ部の肉厚は、前記大径パイプ部の肉厚よりも薄く設定されたインストルメントパネルリィンフォースメント。
3. 請求項１又は２記載のインストルメントパネルリィンフォースメントにおいて、
   前記小径パイプ部の一端から一体で連続して延びるとともに、外径が一端側に向かうほど大きくなる第２径変パイプ部と、
   前記第２径変パイプ部の一端から一体で連続して延びるとともに、外径が前記大径パイプ部と等しく設定された第２大径パイプ部とを備えたインストルメントパネルリィンフォースメント。
4. 素管をしごき加工により縮径させつつ、該素管の一端側に延伸させる工程により、
   管状の大径パイプ部と、
   前記大径パイプ部の一端から一体で連続して延びるとともに、一端側に向かうほど外径が小さくなる管状の径変パイプ部と、
   前記径変パイプ部の一端から一体で連続して延びるとともに、外径が前記大径パイプ部よりも小さい管状の小径パイプ部とを一体成形するインストルメントパネルリィンフォースメントの製造方法。
5. 請求項４に記載のインストルメントパネルリィンフォースメントの製造方法において、
   前記素管の外径は、前記大径パイプ部の外径と等しく設定されたインストルメントパネルリィンフォースメントの製造方法。

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