JP3870351B2 - 自動車用バンパービームおよびその製造方法 - Google Patents
自動車用バンパービームおよびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3870351B2 JP3870351B2 JP24347097A JP24347097A JP3870351B2 JP 3870351 B2 JP3870351 B2 JP 3870351B2 JP 24347097 A JP24347097 A JP 24347097A JP 24347097 A JP24347097 A JP 24347097A JP 3870351 B2 JP3870351 B2 JP 3870351B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- square pipe
- bending
- bumper beam
- compression
- concave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のバンパーの後部に配置する角パイプを屈曲成形して形成された自動車用バンパービームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、自動車の衝突事故に対する車体強化対策として、自動車前面に設置されるプラスチック製のバンパーの後方に、ハイテンスチール材或いはアルミ材等の金属材料により形成されたバンパービームを設けることが行われており、このバンパービームＡは、図２１に示すように、自動車車体Ｂの前面に配置された合成樹脂製等のバンパーＣの後部に配置され、フロントサイドフレームＤに取り付けられて、自動車車体Ｂが衝突した際、衝撃力を車体ＢのレインフォースであるフロントサイドメンバーＤに確実に伝達させてるようにしたもので、バンパーＣが直接フロントサイドメンバーＤに衝接しないように意図されたものである。このバンパービームＡは、通常、断面矩形の角パイプを、車体Ｂの前面形状に適合するように屈曲することによって成形して製作していた。
【０００３】
そして、この角パイプの屈曲方法としては、おおよそ、巻付け曲げ加工装置を用いて行う場合とプレス機を用いて行う場合とがあった。
【０００４】
巻付け曲げ加工装置（ベンダー）による場合は、予め板材をロール成形機（巻付け曲げ加工装置に組み込まれているのが多い）を用いて断面矩形の角パイプに成形していき、次の工程でこの角パイプを巻取ドラムに巻き付けて、屈曲させていき、屈曲した角パイプの接合端部同士を間隙おいて点溶接して屈曲角パイプを完成させていくものである。
【０００５】
プレス機で行う場合、板材を予め断面矩形に成形し、接合端部同士を全面に渡って溶着し形成された角パイプを用い、この角パイプの両端を下型に設置しておき、上型で角パイプの中央部をプレスすることによって屈曲させて、屈曲角パイプを完成していくものである。
【０００６】
したがって、両装置により完成された屈曲角パイプを比較した場合、角パイプの接合端部同士が全長に渡って溶着されているプレス機によるものが剛性が高く、ハイテンスチール材製バンパービームとしては好ましく、また、巻付け加工装置の場合、角パイプ内に中子をいれて成形していくのが通常であり、その分中子取付取外工数等がかかることとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、プレス機による場合を図２２に示す模式図を用いて金属材料製角パイプを屈曲していく場合を説明すると、予め形成した角パイプＥの両端を下型Ｆにより固定支持した後、上型Ｇにより角パイプＥの中央に曲げ荷重を加えて、屈曲させていくものである。
【０００８】
従って、プレス機により角パイプＥを屈曲させると、角パイプＥを構成する４側壁のうち互いに対向する上下側壁の一方が圧縮側屈曲面となり、他方が引張側屈曲面となる。
【０００９】
そして、引張側屈曲面は、延ばされて亀裂が生じる場合があり、圧縮側は圧縮されて皺が自然に発生して、この皺が角パイプの角部より両横側壁にまで及び、衝撃を加えた場合、この皺部分が曲げ線となって、剛性を弱める結果となっていた。
【００１０】
また、角パイプを屈曲させた場合、図２３に示すような力（矢印参照）が発生して、中立軸Ｈを中心に、上下側壁Ｉ側が、内側に引けてしまい、両横側壁Ｊが外側に膨らんで、断面鼓形に形成されてしまい、角パイプＥの強度に影響を及ぼしていた。
【００１１】
そこで、上記のような皺や亀裂の発生をなるべく防止すべく、曲げ荷重を小さくすると、確かに特に引張側屈曲面の亀裂を防止できるが、曲げ荷重を除去した後、スプリングバックにより、所望の屈曲形状が得られず、バンパービームとして、使用に供し得ないこととなる。また、このスプリングバックを防止するために、塑性変形するまで屈曲させると、上記亀裂や皺の発生が極端となり、延いては、角パイプ自体が折れてしまうこととなる。
【００１２】
この点に鑑み、前記巻付け加工装置の例であるが、例えば、角パイプの引張側を蛇腹状に成形する場合や、特開平７−６０３６４号公報或いは特開平７−６０３６５号公報に記載されているように、巻き付けによる屈曲前に、予め角パイプの引張側及び圧縮側屈曲面側に長手方向に凹溝を形成しておき、引張側屈曲面側の凹溝を断面先開形とし、圧縮側屈曲面側の凹溝を先細り形にして、皺や亀裂を抑制する方法が採られている。
【００１３】
しかし、このような屈曲角パイプは、蛇腹状部や凹溝の存在により屈曲しやすくなった分、その角部における稜線が分断されて、一直線状にならないことがあり、この状態で自動車のバンパービームとして使用した場合、車両同士の衝突は完全なる正面衝突ばかりでなく、いわゆるオフセット衝突が起こることを想定した場合、蛇腹や凹溝の存在或いは稜線が潰れていることにより、バンパービームの剛性を弱める結果となりかねない。
【００１４】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑み、角パイプを屈曲成形させて製作されたバンパービームの引張側屈曲面や圧縮側屈曲面側に予め凹溝や蛇腹の加工を施さずに、角部稜線が一直線になるようにするとともに、皺や亀裂ひいては断面鼓形にならないように成形された自動車用バンパービームおよびその製造方法を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明によるバンパービームは、上記従来の問題点を解決すべく、自動車のバンパーの後部に配置する角パイプを屈曲成形して形成された自動車用バンパービームであって、角パイプの互いに対向する２つの側面の一方が長手方向に凸湾曲面となる引張側屈曲面に形成され、他方が長手方向に凹湾曲面となる圧縮側屈曲面に形成され、この圧縮側屈曲面の短辺方向中央部にその角部まで達しない複数個の塑性変形凹部を形成するとともに、前記角パイプの角部が描く稜線が分離しない一直線状に形成して構成している。
【００１６】
この結果、本発明のバンパービームは、その圧縮側屈曲面の中央部のみに塑性変形凹部が形成され、角部が描く稜線を分断することなく一直線状に形成されて、全側面は略平面形状となって、種々の角度からの衝撃に対して高剛性を発揮する。
【００１７】
また、本発明によるバンパービームは、前記角パイプの互いに対向する２つの側面に連続する２つの横側面中央部に、前記圧縮側屈曲面側に底辺が位置しかつ前記引張側屈曲面側に頂角が位置するような三角形状の突起を長手方向に複数個形成するか、又は前記圧縮側屈曲面側に長辺が位置し、且つ前記引張側屈曲面側に短辺が位置するような台形状の突起を形成した結果、この三角形状の突起も、角パイプの屈曲によって発生する圧縮変形および引張り変形を吸収し、又突起が角部に存在しないことから、角部が描く稜線が分断されず一直線状になって、皺の発生を防止することになり、高剛性を保持できることになる。
【００１８】
また、上記のようなバンパービームの製造方法は、角パイプを屈曲成形する上下型のうち、下型が、前記屈曲成形前の角パイプの幅寸法と略同等の幅寸法を有する凹湾曲成形面を有し、この凹湾曲成形面上に前記角パイプの互いに対向する長手方向両横側面を抱持する抱持側壁が立設されているとともに、前記凹湾曲成形面の両端部に互いに水平上に位置するように前記角パイプの載置面を形成しており、また、上型が、前記下型の抱持側壁の間寸法と略同等の幅寸法を有する凸湾曲成形面を形成して、この凸湾曲成形面の中央部に長手方向に向かって複数個延在して前記角パイプの角部における稜線が分断されることなく一直線状に成形するパンチ突起を並設している成形型を用いて、前記下型の凹湾曲成形面の載置面に、前記屈曲成形前の角パイプ両端を載置セットし、次に、前記上型を下降させて、この上型の凸湾曲成形面と下型の凹湾曲成形面との間で、前記角パイプに曲げ荷重を加えて屈曲成形するとともに、前記パンチ突起により角パイプの圧縮側屈曲面側の面の短辺方向中央部にその角部まで達しない塑性変形凹部を形成するようにしたことを特徴とするものである。
【００１９】
さらに、本発明による自動車用バンパービームの製造方法は、前記上型の凸湾曲成形型側面に接する前記下型の抱持側壁に、前記上型の下降方向に延在する凹溝部を複数条設け、該凹溝部を前記凹湾曲成形面側の先端を先鋭に形成して横断面三角形状になし、且つ、前記凹溝部により前記角パイプの屈曲成形時に、該角パイプの互いに対向する前記長手方向側面に連続する２つの横側面中央部に、前記圧縮側屈曲面側に底辺が位置し且つ前記引張側屈曲面側に頂角が位置するような三角形状の突起を形成するか、または、前記上型の凸湾曲成形型側面に接する前記下型の抱持側壁に、前記上型の下降方向に延在して前記凹湾曲成形面側の先端が台形状の凹部を複数条設け、該凹部により前記角パイプの屈曲成形時に、該角パイプの互いに対向する前記長手方向側面に連続する２つの横側面中央部に、前記圧縮側屈曲面側に長辺が位置し且つ前記引張側屈曲面側に短辺が位置するような台形状の突起を形成したことを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳述する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１を示すバンパービームの斜視図であり、そのバンパービームは符号３１で示されており、成形前の角パイプ３と対比されている。
【００２２】
このバンパービーム３１は、図中上下長手方向に位置する圧縮側屈曲面３１ａと引張側屈曲面３１ｂとが互いに対向し、又これら圧縮側屈曲面３１ａ及び引張側屈曲面３１ｂを、両横側面３１ｃが連続して、断面略矩形を呈している。
【００２３】
そして、前記圧縮側屈曲面３１ａの中央部長手方向には、複数個の塑性変形凹部７が形成されており、この塑性変形凹部７は、図２及び図３に示すように、圧縮側屈曲面３１ａの略中央部に存して、その角部まで延在していない。このことから、バンパービーム３１の角部が描く稜線は分断されることなく一直線状になっている。従って、圧縮側屈曲面３１ａは、引張側屈曲面３１ｂや横側面３１ｃと共に、略平面形状に形成されていて、屈曲成形前の各パイプ３と略同等の形状を呈している。
【００２４】
次に、このように構成するバンパービーム３１の製造方法について説明する。
【００２５】
即ち、図４は、上記本発明の実施の形態を製作するための角パイプの屈曲成形金型装置の正面図であり、１は下型、２は上型で、これら上下型２、１により成形金型を構成している。
【００２６】
下型１は、屈曲成形前の角パイプ３の幅寸法と略同等の幅寸法を有する凹湾曲成形面１ａを有し（詳細は、図５参照）、この凹湾曲成形面１ａの互いに対向する対向両側面１ｂ，１ｃに角パイプ３の対向側面である横側面を抱持する抱持側壁４，５が立設されている。また、凹湾曲成形面１ａの両端部には、互いに水平面上に位置するように角パイプ３の載置面１ｄ，１ｅが形成されている。
【００２７】
上型２は、下型１の抱持側壁４，５の間寸法と略同等の幅寸法を有する凸湾曲成形面２ａが形成されており、この凸湾曲成形面２ａの中央部に長手方向に向かって、複数個のパンチ突起６、６…を並設されている（詳細は図６参照）。
【００２８】
このパンチ突起６、６…は、図７に更に詳細に示すように、先端が凸角錐台形状に形成されており、凸湾曲成形面２ａより上型２内に埋設されている。
【００２９】
次に、予め成形された角パイプ３を屈曲角パイプに成形する場合について説明すると、まず、下型１の凹湾曲成形面１ａの載置面１ｄ，１ｅに、角パイプ３の両端を載置して、セットする。この時、角パイプ３の対向側面である横側面は、抱持側壁４、５によって抱持されている。
【００３０】
この状態から、上型２を不図示のシリンダー装置等で下降させていくと、角パイプ３の横側面は下型１の抱持側壁４、５間で抱持されながら、上型２の凸湾曲成形面２ａと下型１の凹湾曲成形面１ａとの間で，角パイプ３に曲げ荷重を加えて屈曲成形され、図１に示すようなバンパービーム３１を成形していく。
【００３１】
この時、上型２に設けたパンチ突起６，６…により、角パイプ３の圧縮側屈曲面３１ａの面の中央部に塑性変形凹部７が形成されることとなる。
【００３２】
この塑性変形凹部７は、バンパービーム３１の圧縮側屈曲面３１ａの中央部のみに凹角錐台形状を呈しており、図１に示すように、圧縮側屈曲面３１ａ横側面３１ｃの幅寸法より長くなって形成されているが、圧縮側屈曲面３１ａの幅方向の寸法は、横側面３１ｃの幅寸法より短い場合、或いは幅方向と横側面３１ｃのとが略同じ場合も考えられる。
【００３３】
上記のように成形されたバンパービーム３１は、屈曲成形過程において、互いに対向する横側面３１ｃが、下型１の抱持側壁４、５によって抱持され、又、圧縮側屈曲面３１ａ及び引張側屈曲面３１ｂは、凹凸両湾曲成形面１ａ，２ａに抱持されて、結果として、図２に示すごとく、両横側壁が外側に膨らまず、圧縮側屈曲面３１ａ上に、遡性変形凹部７を、形成することにより、この面の皺の発生原因となる余肉を吸収してしまうので、略平面を確保できる。一方、引張側屈曲面３１ｂにあっては、中立軸がこの面に近接してくるので、無理な引張りが抑制されて、平面が確保できることから、従来のような断面鼓形状にならず、四囲の面が平面に形成されており、バンパービーム３１の強度を高めることとなる。
【００３４】
さらに、凸湾曲成形面２ａのパンチ突起６，６…は、バンパービーム３１の圧縮側屈曲面３１ａにパンチ突起６、６…の数だけの塑性変形凹部７が形成されることとなるが、この塑性変形凹部７は、バンパービーム３１の角部が描く稜線を分断することなく一直線状になって、曲げ応力による圧縮側屈曲面３１ａ側の皺の発生を防止することとなり、また、塑性変形故に、バンパービーム３１のスプリングバックを生じさせないこととなって、所望の形状のバンパービーム３１を成形することとなる。
【００３５】
また、パンチ突起６、６…は、凸湾曲成形面２ａ側の面の中央部に配置して、縁部に至っていない結果、バンパービーム３１の圧縮側屈曲面３１ａの中央部のみ塑性変形凹部７が形成され、バンパービーム３１の角部が描く稜線を分断することなく一直線状となり、バンパービーム３１の圧縮側及び引張側両屈曲面３１ａ、３１ｂと横側面３１ｃとは略平面となってつながり、バンパービーム３１を自動車のバンパービームとして使用した場合等、従来の屈曲角パイプのような皺や凹溝が存在するとともに角部が描く稜線が一直線となっていない場合に比して、車両のオフセット衝突に対しても、剛性を非常に高めることとなる。
【００３６】
（実施の形態２）
図８は、前記実施の形態１に対して、上下に位置する圧縮側屈曲面３１ａと引張側屈曲面３１ｂとが互いに対向し、又これら圧縮側屈曲面３１ａ及び引張側屈曲面３１ｂを、両横側面３１ｃが連続して、断面略矩形を呈しており、また、圧縮側屈曲面３１ａの中央部長手方向には、複数個の塑性変形凹部７が形成されており、この塑性変形凹部７は、圧縮側屈曲面３１ａの略中央部に存して、その縁部まで延在しておらず（図９および図１０を参照）、従って、圧縮側屈曲面３１ａは、引張側屈曲面３１ｂや横側面３１ｃと共に、略平面形状に形成されていて、屈曲成形前の各パイプ３と略同等の断面形状を呈している点は同じであるが、両横側面３１ｃに、前記塑性変形凹部７にそれぞれ対向するように、三角形状の突起８が複数個形成されている点を異にしている。
【００３７】
この三角形状の突起８は、その底辺側が圧縮側屈曲面３１ａ側に位置し、頂角側が引張側屈曲面３１ｂ側に位置するように形成されていて、角パイプ３の屈曲によって発生する圧縮変形を吸収して、皺の発生を防止することになり、また三角形状の突起が角部に存在しないことから、該角部が描く稜線が分断されず一直線状になって、車両同士の正面衝突ばかりでなく、いわゆるオフセット衝突に対しても、高剛性を保持できることになる。
【００３８】
そして、三角形状の突起６も、角パイプ３の屈曲によって発生する圧縮変形および引張り変形を吸収し、又、突起６が角部には存在しないことから、角部が描く稜線を一直線状に保持したまま製作することができ、小型自動車のバンパービームのように屈曲率の高いバンパービームに適用したとしても、皺の発生を抑えて剛性の高いものを得ることができ、低コスト或いは軽量の金属材料をも使用できて、バンパービームの設計自由度を確保することができる。
【００３９】
次に、このように構成するバンパービーム３１の製造方法について説明する。
【００４０】
即ち、図１１および図１２に示すように、実施の形態２のバンパービーム３１を製作する成形金型としては、下型１の抱持側壁４、５に、その外側先端より凹湾曲成形面１ａ側に向かって先端が先鋭となって延在する横断面三角形状の凹溝部１ｆが複数条形成されている点が異なるも、その他の構成は同じである。
【００４１】
次に、予め成形された角パイプ３を屈曲角パイプに成形する場合について説明すると、図１３に示すように、まず、下型１の凹湾曲成形面１ａの載置面１ｄ，１ｅに、角パイプ３の両端を載置してセットする。この時、角パイプ３の横側面は、抱持側壁４、５によって抱持されている。
【００４２】
この状態から、上型２を不図示のシリンダー装置等で下降させていくと、角パイプ３の横側面は下型１の抱持側壁４、５間で抱持されながら、上型２の凸湾曲成形面２ａと下型１の凹湾曲成形面１ａとの間で，角パイプ３に曲げ荷重を加えて屈曲成形して、図８に示すようなバンパービーム３１を成形していく。
【００４３】
この時、上型２に設けたパンチ突起６，６…により、角パイプ３の圧縮側屈曲面側の面の中央部に塑性変形凹部７が形成されることとなる。
【００４４】
この塑性変形凹部７は、バンパービーム３１の圧縮側屈曲面３１ａの中央部のみに凹角錐台形状を呈しており、図８に示すように、圧縮側屈曲面３１ａは、幅方向の寸法が、横側面３１ｃの幅寸法より長くなって形成されているが、圧縮側屈曲面３１ａの幅方向の寸法は、横側面３１ｃの幅寸法より短い場合、或いは略同じ場合も考えられる。
【００４５】
また、下型１の抱持側壁４、５に設けた凹溝部１ｆによって、図１５に示すように、角パイプ３を、下型１の載置面１ｄ、１ｅに載置した状態では、下型１の抱持側壁４、５と角パイプ３の横側面３ｃとの間の一部に隙間Ｓが形成され、図１６に示すように、上型２により角パイプ３を屈曲成形した際に、横側面３ｃが隙間Ｓに導かれて膨らみ、凹溝部１ｆが三角形状を呈しているために、出来上がったバンパービーム３１の横側面３１ｃに、三角形状の突起８が形成されることとなる。そして、凹溝部１ｆは、下型１の凹湾曲成形面１ａ側の先端が、先鋭となっているために、バンパービーム３１の横側面３１ｃに形成された突起８は、底辺側が圧縮側屈曲面３１ａ側に位置し、頂角側が引張側屈曲面３１ｂ側に位置する三角形状を呈することになる。
【００４６】
上記のように形成されたバンパービーム３１は、屈曲成形過程において横側面３１ｃへ圧縮により発生してくる余肉を凹溝部１ｆへ押し込む事になり、１ｆ以外の横側面３１ｃは抱持壁４、５によって抱持されているので平面を保つことができる。又、圧縮側屈曲面３１ａに発生する余肉は塑性変形凹部７がこれを吸収することになるので、この面は略平面を確保できる。又、一方、引張側屈曲面３１ｂは中立軸が引張側へ移動するので無理な伸びが抑制され、凹成形面１ａに加圧されているので平面を確保できる。このために従来のように断面が鼓形状にならず、角部が描く稜線が分断されることなく一直線状を保持するとともに、四囲の面が平面に形成されており、バンパービーム３１の強度を高めることとなる。
【００４７】
さらに、凸湾曲成形面２ａのパンチ突起６，６…は、バンパービーム３１の圧縮側屈曲面３１ａにその数だけの塑性変形凹部７が形成されることになるが、この塑性変形凹部７は、曲げ応力による圧縮側屈曲面３１ａ側の皺の発生を防止することとなり、また、塑性変形故に、バンパービーム３１のスプリングバックを生じさせないこととなって、所望の形状のバンパービーム３１を成形することとなる。
【００４８】
また、パンチ突起６、６…は、凸湾曲成形面２ａ側の面の中央部に配置して、縁部に至っていない結果、バンパービーム３１の圧縮側屈曲面３１ａの中央部のみ塑性変形凹部７が形成され、バンパービーム３１の圧縮側及び引張側両屈曲面３１ａ、３１ｂと横側面３１ｃとは平面となってつながり、角部が描く稜線を一直線状となし、バンパービーム３１を自動車のバンパービームとして使用した場合等、従来の屈曲角パイプのような皺や凹溝が存在するとともに角部が描く稜線が一直線となっていない場合に比して、車両のオフセット衝突に対しても、剛性を非常に高めることとなる。
【００４９】
図１７乃至図１９は、前記実施の形態２によるバンパービーム３１の変形例を示したものである。即ち、前記実施の形態２によるバンパービーム３１は、断面が「口」字状を呈しているが、図１７に示すバンパービーム３１は、圧縮側屈曲面３１ａと引張側屈曲面３１ｂとの間に１つの突っ張り片９を一体に挿着して、断面「日」字状にしたものであり、図１８に示すバンパービーム３１は、圧縮側屈曲面３１ａと引張側屈曲面３１ｂとの間に互いに対向する２つの突っ張り片１０、１１を一体に挿着して、断面「目」字状にしたものであり、図１９に示すバンパービーム３１は、圧縮側屈曲面３１ａと引張側屈曲面３１ｂとの間及び両横側面３１ｅに十文字の突っ張り片１２を一体に挿着して、断面「田」字状にしたものである。
【００５０】
（実施の形態３）
図２０は、本発明による実施の形態３を示しており、図２０に示すバンパービーム３１は、それぞれの角部の長手方向に延びる厚肉部１２を形成したもので、それぞれ、前記実施の形態２におけるバンパービーム３１より、高剛性にすべく意図したものである。従って、この変形例は、前記実施の形態１の場合にも適用できること明らかである。更に、図２０において、両横側面３１ｃには、三角形状の突起８に代えて、台形状の突起９を形成される点相違している。この台形状の突起９は、その長辺側が圧縮側屈曲面３１ａ側に位置し、短辺側が引張側屈曲面３１ｂ側に位置するように形成してある。従って、この台形状の突起９も、前記実施の形態１および２の場合にも適用可能である。
【００５１】
【発明の効果】
本発明は、自動車のバンパーの後部に配置する角パイプを屈曲成形して形成された自動車用バンパービームであって、角パイプの互いに対向する２つの側面の一方が長手方向に凸湾曲面となる引張側屈曲面に形成され、他方が長手方向に凹湾曲面となる圧縮側屈曲面に形成されるとともに、この圧縮側屈曲面の中央部に複数個の塑性変形凹部を形成することから、角部が描く稜線を分断することなく一直線状に形成して、全側面が略平面となり、又、屈曲成形過程において、互いに対向する横側面が、下型の抱持側壁によって抱持され、圧縮側屈曲面及び引張側屈曲面は、凹凸両湾曲成形面に抱持されて、結果として、両横側壁が外側に膨らまず、圧縮側屈曲面及び引張側屈曲面が内側に引けてしまわないことから、従来のような断面鼓形状にならず、四囲の面が平面に形成されており、バンパービーム３１の強度を高めることとなる。
【００５２】
さらに、バンパービームは、その圧縮側屈曲面に塑性変形凹部が形成されていることから、この塑性変形凹部は、曲げ応力による圧縮側屈曲面側の自然発生的な皺の発生を拡大するのを防止することとなり、側面への皺の伝播を阻止する。また、塑性変形故に、バンパービームのスプリングバックを生じさせないこととなって、所望の形状のバンパービームを成形されていることとなる。
【００５３】
また、バンパービームの圧縮側屈曲面の中央部のみ塑性変形凹部が形成されている結果、バンパービームの圧縮側及び引張側両屈曲面と横側面とは平面となり、バンパービームは、従来のバンパービームのように自然発生的皺或いは凹溝や蛇腹が存在する場合に比して、車両のオフセット衝突に対しても、剛性を非常に高めることができ、その圧縮側屈曲面の中央部のみに塑性変形凹部が形成されて、全側面は略平面形状となって、種々の角度からの衝撃に対して高剛性を発揮する。
【００５４】
さらに、本発明によるバンパービームは、圧縮側屈曲面に塑性変形凹部を形成するとともに、両横側面中央部に、圧縮側屈曲面側に底辺が位置し、かつ引張側屈曲面側に頂角が位置するような三角形状の突起を長手方向に複数個遡状変形にて形成した結果、この三角形状の突起も、角パイプの屈曲によって発生する圧縮変形を吸収する。また三角形状の突起が角部に存在せず、角部が描く稜線が分断されず一直線状になっているために、小型自動車のバンパービームのように屈曲率の高いバンパービームに適用したとしても、皺の発生を抑えて剛性の高いものを得ることができ、バンパービームの設計自由度を確保するとともに、低コストの金属材料を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるバンパービームの斜視図である。
【図２】図１のＸ１−Ｘ１断面図である。
【図３】図１のＹ１−Ｙ１断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるバンパービームを製造するための角パイプの屈曲成形金型の正面図である。
【図５】図４における下型の斜視図である。
【図６】図４における上型の斜視図である。
【図７】図６の一部を拡大して示す上型の斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態２におけるバンパービームの斜視図である。
【図９】図８のＸ２−Ｘ２断面図である。
【図１０】図８のＹ２−Ｙ２断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２におけるバンパービームを製造するための角パイプの屈曲成形金型のうち、上型の正面図である。
【図１２】同じく、下型の正面図である。
【図１３】本発明の実施の形態２におけるバンパービームを製造するための角パイプの屈曲成形金型における角パイプを載置した型開き状態を示す一部を断面にして示す正面図である。
【図１４】同じく型締め状態を示す正面図である。
【図１５】図１３における要部断面図である。
【図１６】図１４における要部断面図である。
【図１７】本発明による実施の形態２の一の変形例を示す一部破断した斜視図である。
【図１８】本発明による実施の形態２の他の変形例を示す一部破断した斜視図である。
【図１９】本発明による実施の形態２の他の変形例を示す一部破断した斜視図である。
【図２０】本発明による実施の形態２の他の変形例を示す一部破断した斜視図である。
【図２１】自動車の車体前部の一部を破断して示す側面図である。
【図２２】従来のプレス機でバンパービームを製作する説明図である。
【図２３】図２２によるプレス機で製造されたバンパービームの側面図である。
【符号の説明】
７ 塑性変形凹部
８ 三角形状の突起
９ 台形状の突起
３１ バンパービーム
３１ａ 圧縮側屈曲面
３１ｂ 引張側屈曲面
３１ｃ 横側面
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のバンパーの後部に配置する角パイプを屈曲成形して形成された自動車用バンパービームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、自動車の衝突事故に対する車体強化対策として、自動車前面に設置されるプラスチック製のバンパーの後方に、ハイテンスチール材或いはアルミ材等の金属材料により形成されたバンパービームを設けることが行われており、このバンパービームＡは、図２１に示すように、自動車車体Ｂの前面に配置された合成樹脂製等のバンパーＣの後部に配置され、フロントサイドフレームＤに取り付けられて、自動車車体Ｂが衝突した際、衝撃力を車体ＢのレインフォースであるフロントサイドメンバーＤに確実に伝達させてるようにしたもので、バンパーＣが直接フロントサイドメンバーＤに衝接しないように意図されたものである。このバンパービームＡは、通常、断面矩形の角パイプを、車体Ｂの前面形状に適合するように屈曲することによって成形して製作していた。
【０００３】
そして、この角パイプの屈曲方法としては、おおよそ、巻付け曲げ加工装置を用いて行う場合とプレス機を用いて行う場合とがあった。
【０００４】
巻付け曲げ加工装置（ベンダー）による場合は、予め板材をロール成形機（巻付け曲げ加工装置に組み込まれているのが多い）を用いて断面矩形の角パイプに成形していき、次の工程でこの角パイプを巻取ドラムに巻き付けて、屈曲させていき、屈曲した角パイプの接合端部同士を間隙おいて点溶接して屈曲角パイプを完成させていくものである。
【０００５】
プレス機で行う場合、板材を予め断面矩形に成形し、接合端部同士を全面に渡って溶着し形成された角パイプを用い、この角パイプの両端を下型に設置しておき、上型で角パイプの中央部をプレスすることによって屈曲させて、屈曲角パイプを完成していくものである。
【０００６】
したがって、両装置により完成された屈曲角パイプを比較した場合、角パイプの接合端部同士が全長に渡って溶着されているプレス機によるものが剛性が高く、ハイテンスチール材製バンパービームとしては好ましく、また、巻付け加工装置の場合、角パイプ内に中子をいれて成形していくのが通常であり、その分中子取付取外工数等がかかることとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、プレス機による場合を図２２に示す模式図を用いて金属材料製角パイプを屈曲していく場合を説明すると、予め形成した角パイプＥの両端を下型Ｆにより固定支持した後、上型Ｇにより角パイプＥの中央に曲げ荷重を加えて、屈曲させていくものである。
【０００８】
従って、プレス機により角パイプＥを屈曲させると、角パイプＥを構成する４側壁のうち互いに対向する上下側壁の一方が圧縮側屈曲面となり、他方が引張側屈曲面となる。
【０００９】
そして、引張側屈曲面は、延ばされて亀裂が生じる場合があり、圧縮側は圧縮されて皺が自然に発生して、この皺が角パイプの角部より両横側壁にまで及び、衝撃を加えた場合、この皺部分が曲げ線となって、剛性を弱める結果となっていた。
【００１０】
また、角パイプを屈曲させた場合、図２３に示すような力（矢印参照）が発生して、中立軸Ｈを中心に、上下側壁Ｉ側が、内側に引けてしまい、両横側壁Ｊが外側に膨らんで、断面鼓形に形成されてしまい、角パイプＥの強度に影響を及ぼしていた。
【００１１】
そこで、上記のような皺や亀裂の発生をなるべく防止すべく、曲げ荷重を小さくすると、確かに特に引張側屈曲面の亀裂を防止できるが、曲げ荷重を除去した後、スプリングバックにより、所望の屈曲形状が得られず、バンパービームとして、使用に供し得ないこととなる。また、このスプリングバックを防止するために、塑性変形するまで屈曲させると、上記亀裂や皺の発生が極端となり、延いては、角パイプ自体が折れてしまうこととなる。
【００１２】
この点に鑑み、前記巻付け加工装置の例であるが、例えば、角パイプの引張側を蛇腹状に成形する場合や、特開平７−６０３６４号公報或いは特開平７−６０３６５号公報に記載されているように、巻き付けによる屈曲前に、予め角パイプの引張側及び圧縮側屈曲面側に長手方向に凹溝を形成しておき、引張側屈曲面側の凹溝を断面先開形とし、圧縮側屈曲面側の凹溝を先細り形にして、皺や亀裂を抑制する方法が採られている。
【００１３】
しかし、このような屈曲角パイプは、蛇腹状部や凹溝の存在により屈曲しやすくなった分、その角部における稜線が分断されて、一直線状にならないことがあり、この状態で自動車のバンパービームとして使用した場合、車両同士の衝突は完全なる正面衝突ばかりでなく、いわゆるオフセット衝突が起こることを想定した場合、蛇腹や凹溝の存在或いは稜線が潰れていることにより、バンパービームの剛性を弱める結果となりかねない。
【００１４】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑み、角パイプを屈曲成形させて製作されたバンパービームの引張側屈曲面や圧縮側屈曲面側に予め凹溝や蛇腹の加工を施さずに、角部稜線が一直線になるようにするとともに、皺や亀裂ひいては断面鼓形にならないように成形された自動車用バンパービームおよびその製造方法を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明によるバンパービームは、上記従来の問題点を解決すべく、自動車のバンパーの後部に配置する角パイプを屈曲成形して形成された自動車用バンパービームであって、角パイプの互いに対向する２つの側面の一方が長手方向に凸湾曲面となる引張側屈曲面に形成され、他方が長手方向に凹湾曲面となる圧縮側屈曲面に形成され、この圧縮側屈曲面の短辺方向中央部にその角部まで達しない複数個の塑性変形凹部を形成するとともに、前記角パイプの角部が描く稜線が分離しない一直線状に形成して構成している。
【００１６】
この結果、本発明のバンパービームは、その圧縮側屈曲面の中央部のみに塑性変形凹部が形成され、角部が描く稜線を分断することなく一直線状に形成されて、全側面は略平面形状となって、種々の角度からの衝撃に対して高剛性を発揮する。
【００１７】
また、本発明によるバンパービームは、前記角パイプの互いに対向する２つの側面に連続する２つの横側面中央部に、前記圧縮側屈曲面側に底辺が位置しかつ前記引張側屈曲面側に頂角が位置するような三角形状の突起を長手方向に複数個形成するか、又は前記圧縮側屈曲面側に長辺が位置し、且つ前記引張側屈曲面側に短辺が位置するような台形状の突起を形成した結果、この三角形状の突起も、角パイプの屈曲によって発生する圧縮変形および引張り変形を吸収し、又突起が角部に存在しないことから、角部が描く稜線が分断されず一直線状になって、皺の発生を防止することになり、高剛性を保持できることになる。
【００１８】
また、上記のようなバンパービームの製造方法は、角パイプを屈曲成形する上下型のうち、下型が、前記屈曲成形前の角パイプの幅寸法と略同等の幅寸法を有する凹湾曲成形面を有し、この凹湾曲成形面上に前記角パイプの互いに対向する長手方向両横側面を抱持する抱持側壁が立設されているとともに、前記凹湾曲成形面の両端部に互いに水平上に位置するように前記角パイプの載置面を形成しており、また、上型が、前記下型の抱持側壁の間寸法と略同等の幅寸法を有する凸湾曲成形面を形成して、この凸湾曲成形面の中央部に長手方向に向かって複数個延在して前記角パイプの角部における稜線が分断されることなく一直線状に成形するパンチ突起を並設している成形型を用いて、前記下型の凹湾曲成形面の載置面に、前記屈曲成形前の角パイプ両端を載置セットし、次に、前記上型を下降させて、この上型の凸湾曲成形面と下型の凹湾曲成形面との間で、前記角パイプに曲げ荷重を加えて屈曲成形するとともに、前記パンチ突起により角パイプの圧縮側屈曲面側の面の短辺方向中央部にその角部まで達しない塑性変形凹部を形成するようにしたことを特徴とするものである。
【００１９】
さらに、本発明による自動車用バンパービームの製造方法は、前記上型の凸湾曲成形型側面に接する前記下型の抱持側壁に、前記上型の下降方向に延在する凹溝部を複数条設け、該凹溝部を前記凹湾曲成形面側の先端を先鋭に形成して横断面三角形状になし、且つ、前記凹溝部により前記角パイプの屈曲成形時に、該角パイプの互いに対向する前記長手方向側面に連続する２つの横側面中央部に、前記圧縮側屈曲面側に底辺が位置し且つ前記引張側屈曲面側に頂角が位置するような三角形状の突起を形成するか、または、前記上型の凸湾曲成形型側面に接する前記下型の抱持側壁に、前記上型の下降方向に延在して前記凹湾曲成形面側の先端が台形状の凹部を複数条設け、該凹部により前記角パイプの屈曲成形時に、該角パイプの互いに対向する前記長手方向側面に連続する２つの横側面中央部に、前記圧縮側屈曲面側に長辺が位置し且つ前記引張側屈曲面側に短辺が位置するような台形状の突起を形成したことを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳述する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１を示すバンパービームの斜視図であり、そのバンパービームは符号３１で示されており、成形前の角パイプ３と対比されている。
【００２２】
このバンパービーム３１は、図中上下長手方向に位置する圧縮側屈曲面３１ａと引張側屈曲面３１ｂとが互いに対向し、又これら圧縮側屈曲面３１ａ及び引張側屈曲面３１ｂを、両横側面３１ｃが連続して、断面略矩形を呈している。
【００２３】
そして、前記圧縮側屈曲面３１ａの中央部長手方向には、複数個の塑性変形凹部７が形成されており、この塑性変形凹部７は、図２及び図３に示すように、圧縮側屈曲面３１ａの略中央部に存して、その角部まで延在していない。このことから、バンパービーム３１の角部が描く稜線は分断されることなく一直線状になっている。従って、圧縮側屈曲面３１ａは、引張側屈曲面３１ｂや横側面３１ｃと共に、略平面形状に形成されていて、屈曲成形前の各パイプ３と略同等の形状を呈している。
【００２４】
次に、このように構成するバンパービーム３１の製造方法について説明する。
【００２５】
即ち、図４は、上記本発明の実施の形態を製作するための角パイプの屈曲成形金型装置の正面図であり、１は下型、２は上型で、これら上下型２、１により成形金型を構成している。
【００２６】
下型１は、屈曲成形前の角パイプ３の幅寸法と略同等の幅寸法を有する凹湾曲成形面１ａを有し（詳細は、図５参照）、この凹湾曲成形面１ａの互いに対向する対向両側面１ｂ，１ｃに角パイプ３の対向側面である横側面を抱持する抱持側壁４，５が立設されている。また、凹湾曲成形面１ａの両端部には、互いに水平面上に位置するように角パイプ３の載置面１ｄ，１ｅが形成されている。
【００２７】
上型２は、下型１の抱持側壁４，５の間寸法と略同等の幅寸法を有する凸湾曲成形面２ａが形成されており、この凸湾曲成形面２ａの中央部に長手方向に向かって、複数個のパンチ突起６、６…を並設されている（詳細は図６参照）。
【００２８】
このパンチ突起６、６…は、図７に更に詳細に示すように、先端が凸角錐台形状に形成されており、凸湾曲成形面２ａより上型２内に埋設されている。
【００２９】
次に、予め成形された角パイプ３を屈曲角パイプに成形する場合について説明すると、まず、下型１の凹湾曲成形面１ａの載置面１ｄ，１ｅに、角パイプ３の両端を載置して、セットする。この時、角パイプ３の対向側面である横側面は、抱持側壁４、５によって抱持されている。
【００３０】
この状態から、上型２を不図示のシリンダー装置等で下降させていくと、角パイプ３の横側面は下型１の抱持側壁４、５間で抱持されながら、上型２の凸湾曲成形面２ａと下型１の凹湾曲成形面１ａとの間で，角パイプ３に曲げ荷重を加えて屈曲成形され、図１に示すようなバンパービーム３１を成形していく。
【００３１】
この時、上型２に設けたパンチ突起６，６…により、角パイプ３の圧縮側屈曲面３１ａの面の中央部に塑性変形凹部７が形成されることとなる。
【００３２】
この塑性変形凹部７は、バンパービーム３１の圧縮側屈曲面３１ａの中央部のみに凹角錐台形状を呈しており、図１に示すように、圧縮側屈曲面３１ａ横側面３１ｃの幅寸法より長くなって形成されているが、圧縮側屈曲面３１ａの幅方向の寸法は、横側面３１ｃの幅寸法より短い場合、或いは幅方向と横側面３１ｃのとが略同じ場合も考えられる。
【００３３】
上記のように成形されたバンパービーム３１は、屈曲成形過程において、互いに対向する横側面３１ｃが、下型１の抱持側壁４、５によって抱持され、又、圧縮側屈曲面３１ａ及び引張側屈曲面３１ｂは、凹凸両湾曲成形面１ａ，２ａに抱持されて、結果として、図２に示すごとく、両横側壁が外側に膨らまず、圧縮側屈曲面３１ａ上に、遡性変形凹部７を、形成することにより、この面の皺の発生原因となる余肉を吸収してしまうので、略平面を確保できる。一方、引張側屈曲面３１ｂにあっては、中立軸がこの面に近接してくるので、無理な引張りが抑制されて、平面が確保できることから、従来のような断面鼓形状にならず、四囲の面が平面に形成されており、バンパービーム３１の強度を高めることとなる。
【００３４】
さらに、凸湾曲成形面２ａのパンチ突起６，６…は、バンパービーム３１の圧縮側屈曲面３１ａにパンチ突起６、６…の数だけの塑性変形凹部７が形成されることとなるが、この塑性変形凹部７は、バンパービーム３１の角部が描く稜線を分断することなく一直線状になって、曲げ応力による圧縮側屈曲面３１ａ側の皺の発生を防止することとなり、また、塑性変形故に、バンパービーム３１のスプリングバックを生じさせないこととなって、所望の形状のバンパービーム３１を成形することとなる。
【００３５】
また、パンチ突起６、６…は、凸湾曲成形面２ａ側の面の中央部に配置して、縁部に至っていない結果、バンパービーム３１の圧縮側屈曲面３１ａの中央部のみ塑性変形凹部７が形成され、バンパービーム３１の角部が描く稜線を分断することなく一直線状となり、バンパービーム３１の圧縮側及び引張側両屈曲面３１ａ、３１ｂと横側面３１ｃとは略平面となってつながり、バンパービーム３１を自動車のバンパービームとして使用した場合等、従来の屈曲角パイプのような皺や凹溝が存在するとともに角部が描く稜線が一直線となっていない場合に比して、車両のオフセット衝突に対しても、剛性を非常に高めることとなる。
【００３６】
（実施の形態２）
図８は、前記実施の形態１に対して、上下に位置する圧縮側屈曲面３１ａと引張側屈曲面３１ｂとが互いに対向し、又これら圧縮側屈曲面３１ａ及び引張側屈曲面３１ｂを、両横側面３１ｃが連続して、断面略矩形を呈しており、また、圧縮側屈曲面３１ａの中央部長手方向には、複数個の塑性変形凹部７が形成されており、この塑性変形凹部７は、圧縮側屈曲面３１ａの略中央部に存して、その縁部まで延在しておらず（図９および図１０を参照）、従って、圧縮側屈曲面３１ａは、引張側屈曲面３１ｂや横側面３１ｃと共に、略平面形状に形成されていて、屈曲成形前の各パイプ３と略同等の断面形状を呈している点は同じであるが、両横側面３１ｃに、前記塑性変形凹部７にそれぞれ対向するように、三角形状の突起８が複数個形成されている点を異にしている。
【００３７】
この三角形状の突起８は、その底辺側が圧縮側屈曲面３１ａ側に位置し、頂角側が引張側屈曲面３１ｂ側に位置するように形成されていて、角パイプ３の屈曲によって発生する圧縮変形を吸収して、皺の発生を防止することになり、また三角形状の突起が角部に存在しないことから、該角部が描く稜線が分断されず一直線状になって、車両同士の正面衝突ばかりでなく、いわゆるオフセット衝突に対しても、高剛性を保持できることになる。
【００３８】
そして、三角形状の突起６も、角パイプ３の屈曲によって発生する圧縮変形および引張り変形を吸収し、又、突起６が角部には存在しないことから、角部が描く稜線を一直線状に保持したまま製作することができ、小型自動車のバンパービームのように屈曲率の高いバンパービームに適用したとしても、皺の発生を抑えて剛性の高いものを得ることができ、低コスト或いは軽量の金属材料をも使用できて、バンパービームの設計自由度を確保することができる。
【００３９】
次に、このように構成するバンパービーム３１の製造方法について説明する。
【００４０】
即ち、図１１および図１２に示すように、実施の形態２のバンパービーム３１を製作する成形金型としては、下型１の抱持側壁４、５に、その外側先端より凹湾曲成形面１ａ側に向かって先端が先鋭となって延在する横断面三角形状の凹溝部１ｆが複数条形成されている点が異なるも、その他の構成は同じである。
【００４１】
次に、予め成形された角パイプ３を屈曲角パイプに成形する場合について説明すると、図１３に示すように、まず、下型１の凹湾曲成形面１ａの載置面１ｄ，１ｅに、角パイプ３の両端を載置してセットする。この時、角パイプ３の横側面は、抱持側壁４、５によって抱持されている。
【００４２】
この状態から、上型２を不図示のシリンダー装置等で下降させていくと、角パイプ３の横側面は下型１の抱持側壁４、５間で抱持されながら、上型２の凸湾曲成形面２ａと下型１の凹湾曲成形面１ａとの間で，角パイプ３に曲げ荷重を加えて屈曲成形して、図８に示すようなバンパービーム３１を成形していく。
【００４３】
この時、上型２に設けたパンチ突起６，６…により、角パイプ３の圧縮側屈曲面側の面の中央部に塑性変形凹部７が形成されることとなる。
【００４４】
この塑性変形凹部７は、バンパービーム３１の圧縮側屈曲面３１ａの中央部のみに凹角錐台形状を呈しており、図８に示すように、圧縮側屈曲面３１ａは、幅方向の寸法が、横側面３１ｃの幅寸法より長くなって形成されているが、圧縮側屈曲面３１ａの幅方向の寸法は、横側面３１ｃの幅寸法より短い場合、或いは略同じ場合も考えられる。
【００４５】
また、下型１の抱持側壁４、５に設けた凹溝部１ｆによって、図１５に示すように、角パイプ３を、下型１の載置面１ｄ、１ｅに載置した状態では、下型１の抱持側壁４、５と角パイプ３の横側面３ｃとの間の一部に隙間Ｓが形成され、図１６に示すように、上型２により角パイプ３を屈曲成形した際に、横側面３ｃが隙間Ｓに導かれて膨らみ、凹溝部１ｆが三角形状を呈しているために、出来上がったバンパービーム３１の横側面３１ｃに、三角形状の突起８が形成されることとなる。そして、凹溝部１ｆは、下型１の凹湾曲成形面１ａ側の先端が、先鋭となっているために、バンパービーム３１の横側面３１ｃに形成された突起８は、底辺側が圧縮側屈曲面３１ａ側に位置し、頂角側が引張側屈曲面３１ｂ側に位置する三角形状を呈することになる。
【００４６】
上記のように形成されたバンパービーム３１は、屈曲成形過程において横側面３１ｃへ圧縮により発生してくる余肉を凹溝部１ｆへ押し込む事になり、１ｆ以外の横側面３１ｃは抱持壁４、５によって抱持されているので平面を保つことができる。又、圧縮側屈曲面３１ａに発生する余肉は塑性変形凹部７がこれを吸収することになるので、この面は略平面を確保できる。又、一方、引張側屈曲面３１ｂは中立軸が引張側へ移動するので無理な伸びが抑制され、凹成形面１ａに加圧されているので平面を確保できる。このために従来のように断面が鼓形状にならず、角部が描く稜線が分断されることなく一直線状を保持するとともに、四囲の面が平面に形成されており、バンパービーム３１の強度を高めることとなる。
【００４７】
さらに、凸湾曲成形面２ａのパンチ突起６，６…は、バンパービーム３１の圧縮側屈曲面３１ａにその数だけの塑性変形凹部７が形成されることになるが、この塑性変形凹部７は、曲げ応力による圧縮側屈曲面３１ａ側の皺の発生を防止することとなり、また、塑性変形故に、バンパービーム３１のスプリングバックを生じさせないこととなって、所望の形状のバンパービーム３１を成形することとなる。
【００４８】
また、パンチ突起６、６…は、凸湾曲成形面２ａ側の面の中央部に配置して、縁部に至っていない結果、バンパービーム３１の圧縮側屈曲面３１ａの中央部のみ塑性変形凹部７が形成され、バンパービーム３１の圧縮側及び引張側両屈曲面３１ａ、３１ｂと横側面３１ｃとは平面となってつながり、角部が描く稜線を一直線状となし、バンパービーム３１を自動車のバンパービームとして使用した場合等、従来の屈曲角パイプのような皺や凹溝が存在するとともに角部が描く稜線が一直線となっていない場合に比して、車両のオフセット衝突に対しても、剛性を非常に高めることとなる。
【００４９】
図１７乃至図１９は、前記実施の形態２によるバンパービーム３１の変形例を示したものである。即ち、前記実施の形態２によるバンパービーム３１は、断面が「口」字状を呈しているが、図１７に示すバンパービーム３１は、圧縮側屈曲面３１ａと引張側屈曲面３１ｂとの間に１つの突っ張り片９を一体に挿着して、断面「日」字状にしたものであり、図１８に示すバンパービーム３１は、圧縮側屈曲面３１ａと引張側屈曲面３１ｂとの間に互いに対向する２つの突っ張り片１０、１１を一体に挿着して、断面「目」字状にしたものであり、図１９に示すバンパービーム３１は、圧縮側屈曲面３１ａと引張側屈曲面３１ｂとの間及び両横側面３１ｅに十文字の突っ張り片１２を一体に挿着して、断面「田」字状にしたものである。
【００５０】
（実施の形態３）
図２０は、本発明による実施の形態３を示しており、図２０に示すバンパービーム３１は、それぞれの角部の長手方向に延びる厚肉部１２を形成したもので、それぞれ、前記実施の形態２におけるバンパービーム３１より、高剛性にすべく意図したものである。従って、この変形例は、前記実施の形態１の場合にも適用できること明らかである。更に、図２０において、両横側面３１ｃには、三角形状の突起８に代えて、台形状の突起９を形成される点相違している。この台形状の突起９は、その長辺側が圧縮側屈曲面３１ａ側に位置し、短辺側が引張側屈曲面３１ｂ側に位置するように形成してある。従って、この台形状の突起９も、前記実施の形態１および２の場合にも適用可能である。
【００５１】
【発明の効果】
本発明は、自動車のバンパーの後部に配置する角パイプを屈曲成形して形成された自動車用バンパービームであって、角パイプの互いに対向する２つの側面の一方が長手方向に凸湾曲面となる引張側屈曲面に形成され、他方が長手方向に凹湾曲面となる圧縮側屈曲面に形成されるとともに、この圧縮側屈曲面の中央部に複数個の塑性変形凹部を形成することから、角部が描く稜線を分断することなく一直線状に形成して、全側面が略平面となり、又、屈曲成形過程において、互いに対向する横側面が、下型の抱持側壁によって抱持され、圧縮側屈曲面及び引張側屈曲面は、凹凸両湾曲成形面に抱持されて、結果として、両横側壁が外側に膨らまず、圧縮側屈曲面及び引張側屈曲面が内側に引けてしまわないことから、従来のような断面鼓形状にならず、四囲の面が平面に形成されており、バンパービーム３１の強度を高めることとなる。
【００５２】
さらに、バンパービームは、その圧縮側屈曲面に塑性変形凹部が形成されていることから、この塑性変形凹部は、曲げ応力による圧縮側屈曲面側の自然発生的な皺の発生を拡大するのを防止することとなり、側面への皺の伝播を阻止する。また、塑性変形故に、バンパービームのスプリングバックを生じさせないこととなって、所望の形状のバンパービームを成形されていることとなる。
【００５３】
また、バンパービームの圧縮側屈曲面の中央部のみ塑性変形凹部が形成されている結果、バンパービームの圧縮側及び引張側両屈曲面と横側面とは平面となり、バンパービームは、従来のバンパービームのように自然発生的皺或いは凹溝や蛇腹が存在する場合に比して、車両のオフセット衝突に対しても、剛性を非常に高めることができ、その圧縮側屈曲面の中央部のみに塑性変形凹部が形成されて、全側面は略平面形状となって、種々の角度からの衝撃に対して高剛性を発揮する。
【００５４】
さらに、本発明によるバンパービームは、圧縮側屈曲面に塑性変形凹部を形成するとともに、両横側面中央部に、圧縮側屈曲面側に底辺が位置し、かつ引張側屈曲面側に頂角が位置するような三角形状の突起を長手方向に複数個遡状変形にて形成した結果、この三角形状の突起も、角パイプの屈曲によって発生する圧縮変形を吸収する。また三角形状の突起が角部に存在せず、角部が描く稜線が分断されず一直線状になっているために、小型自動車のバンパービームのように屈曲率の高いバンパービームに適用したとしても、皺の発生を抑えて剛性の高いものを得ることができ、バンパービームの設計自由度を確保するとともに、低コストの金属材料を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるバンパービームの斜視図である。
【図２】図１のＸ１−Ｘ１断面図である。
【図３】図１のＹ１−Ｙ１断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるバンパービームを製造するための角パイプの屈曲成形金型の正面図である。
【図５】図４における下型の斜視図である。
【図６】図４における上型の斜視図である。
【図７】図６の一部を拡大して示す上型の斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態２におけるバンパービームの斜視図である。
【図９】図８のＸ２−Ｘ２断面図である。
【図１０】図８のＹ２−Ｙ２断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２におけるバンパービームを製造するための角パイプの屈曲成形金型のうち、上型の正面図である。
【図１２】同じく、下型の正面図である。
【図１３】本発明の実施の形態２におけるバンパービームを製造するための角パイプの屈曲成形金型における角パイプを載置した型開き状態を示す一部を断面にして示す正面図である。
【図１４】同じく型締め状態を示す正面図である。
【図１５】図１３における要部断面図である。
【図１６】図１４における要部断面図である。
【図１７】本発明による実施の形態２の一の変形例を示す一部破断した斜視図である。
【図１８】本発明による実施の形態２の他の変形例を示す一部破断した斜視図である。
【図１９】本発明による実施の形態２の他の変形例を示す一部破断した斜視図である。
【図２０】本発明による実施の形態２の他の変形例を示す一部破断した斜視図である。
【図２１】自動車の車体前部の一部を破断して示す側面図である。
【図２２】従来のプレス機でバンパービームを製作する説明図である。
【図２３】図２２によるプレス機で製造されたバンパービームの側面図である。
【符号の説明】
７ 塑性変形凹部
８ 三角形状の突起
９ 台形状の突起
３１ バンパービーム
３１ａ 圧縮側屈曲面
３１ｂ 引張側屈曲面
３１ｃ 横側面
Claims (6)
- 自動車のバンパーの後部に配置する角パイプを屈曲成形して形成された自動車用バンパービームであって、角パイプの互いに対向する２つの側面の一方が長手方向に凸湾曲面となる引張側屈曲面に形成され、他方が長手方向に凹湾曲面となる圧縮側屈曲面に形成され、この圧縮側屈曲面の短辺方向中央部にその角部まで達しない複数個の塑性変形凹部を形成するとともに、前記角パイプの角部が描く稜線が分離しない一直線状に形成したことを特徴とする自動車用バンパービーム。
- 前記角パイプの互いに対向する前記両側面が連続する２つの横側面中央部に、前記圧縮側屈曲面側に底辺が位置しかつ前記引張側屈曲面側に頂角が位置するような三角形状の突起を長手方向に複数個形成したことを特徴とする請求項１記載の自動車用バンパービーム。
- 前記角パイプの互いに対向する前記側面が連続する２つの横側面中央部に、前記圧縮側屈曲面側に長辺が位置し、且つ前記引張側屈曲面側に短辺が位置するような台形状の突起を長手方向に複数個形成したことを特徴とする請求項１記載の自動車用バンパービーム。
- 自動車のバンパーの後部に配置する角パイプを屈曲成形して、自動車用バンパービームを形成する場合、前記角パイプを屈曲成形する上下型のうち、下型が、前記屈曲成形前の角パイプの幅寸法と略同等の幅寸法を有する凹湾曲成形面を有し、この凹湾曲成形面上に前記角パイプの互いに対向する長手方向両側面を抱持する抱持側壁が立設されているとともに、前記凹湾曲成形面の両端部に互いに水平上に位置するように前記角パイプの載置面を形成しており、また、上型が、前記下型の抱持側壁の間寸法と略同等の幅寸法を有する凸湾曲成形面を形成して、この凸湾曲成形面の中央部に長手方向に向かって複数個延在して前記角パイプの角部における稜線が分断されることなく一直線状に成形するパンチ突起を並設している成形型を用いて、前記下型の凹湾曲成形面の載置面に、前記屈曲成形前の角パイプ両端を載置セットし、次に、前記上型を下降させて、この上型の凸湾曲成形面と下型の凹湾曲成形面との間で、前記角パイプに曲げ荷重を加えて屈曲成形するとともに、前記パンチ突起により角パイプの圧縮側屈曲面側の面の短辺方向中央部にその角部まで達しない塑性変形凹部を形成するようにしたことを特徴とする自動車用バンパービームの製造方法。
- 前記上型の凸湾曲成形型側面に接する前記下型の抱持側壁に、前記上型の下降方向に延在する凹溝部を複数条設け、該凹溝部を前記凹湾曲成形面側の先端を先鋭に形成して横断面三角形状になし、且つ、前記凹溝部により前記角パイプの屈曲成形時に、該角パイプの互いに対向する前記長手方向側面に連続する２つの横側面中央部に、前記圧縮側屈曲面側に底辺が位置し且つ前記引張側屈曲面側に頂角が位置するような三角形状の突起を形成したことを特徴とする請求項４記載の自動車用バンパービームの製造方法。
- 前記上型の凸湾曲成形型側面に接する前記下型の抱持側壁に、前記上型の下降方向に延在して前記凹湾曲成形面側の先端が台形状の凹部を複数条設け、該凹部により前記角パイプの屈曲成形時に、該角パイプの互いに対向する前記長手方向側面に連続する２つの横側面中央部に、
前記圧縮側屈曲面側に長辺が位置し且つ前記引張側屈曲面側に短辺が位置するような台形状の突起を形成したことを特徴とする請求項４記載の自動車用バンパービームの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24347097A JP3870351B2 (ja) | 1996-12-24 | 1997-08-26 | 自動車用バンパービームおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35555896 | 1996-12-24 | ||
| JP8-355558 | 1996-12-24 | ||
| JP24347097A JP3870351B2 (ja) | 1996-12-24 | 1997-08-26 | 自動車用バンパービームおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10236248A JPH10236248A (ja) | 1998-09-08 |
| JP3870351B2 true JP3870351B2 (ja) | 2007-01-17 |
Family
ID=26536273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24347097A Expired - Lifetime JP3870351B2 (ja) | 1996-12-24 | 1997-08-26 | 自動車用バンパービームおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3870351B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002055230A1 (fr) * | 2001-01-04 | 2002-07-18 | Futaba Industrial Co., Ltd. | Renfort pare-chocs forme a la presse possedant sensiblement une coupe fermee en forme de b et procede de production de ce renfort |
| EP1393986B1 (en) * | 2001-06-08 | 2006-10-04 | Unipres Corporation | Bumper reinforcement for vehicle body and method and device for pressingly bendforming bumper reinforcement |
| JP4934283B2 (ja) * | 2005-03-02 | 2012-05-16 | 住友金属工業株式会社 | 車体補強用部材 |
| US8419111B2 (en) | 2005-03-02 | 2013-04-16 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Vehicle body reinforcing member |
| JP2006272413A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Kobe Steel Ltd | 湾曲状チャンネル部材の成形方法 |
| JP4975386B2 (ja) * | 2006-07-11 | 2012-07-11 | 新日本製鐵株式会社 | 形状凍結性に優れた多段プレス成形方法 |
| GB0916508D0 (en) * | 2009-09-21 | 2009-10-28 | Blast Absorption Systems Ltd | Reinforcing system and method |
| JP5206805B2 (ja) * | 2011-01-24 | 2013-06-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 閉断面構造部品の製造方法及び装置 |
| EP2837436B1 (en) | 2012-04-13 | 2016-11-23 | JFE Steel Corporation | Device and method for producing closed-cross-section-structure component |
| KR101496113B1 (ko) * | 2013-05-31 | 2015-02-26 | 주식회사화신 | 차량용 범퍼레일 |
| JP6133824B2 (ja) * | 2014-08-27 | 2017-05-24 | 本田技研工業株式会社 | 車両用バンパー |
| CN113523046B (zh) * | 2021-06-02 | 2022-09-23 | 中国铁建港航局集团有限公司 | 圈梁煨弯工艺 |
-
1997
- 1997-08-26 JP JP24347097A patent/JP3870351B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10236248A (ja) | 1998-09-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5569661B2 (ja) | プレス成形体の製造方法および製造装置 | |
| JP3870351B2 (ja) | 自動車用バンパービームおよびその製造方法 | |
| JPH08216684A (ja) | 自動車用ドアのガードビーム | |
| WO2011055725A1 (ja) | 車両用バンパ装置 | |
| KR101863482B1 (ko) | 프레스 성형품 및 이것을 구비한 자동차용 구조 부재, 및 그 프레스 성형품의 제조 방법 및 제조 장치 | |
| JP4973180B2 (ja) | 衝撃吸収部材の製造方法 | |
| JP6713497B2 (ja) | 車両用センタピラー | |
| US11718252B2 (en) | Bumper arrangement | |
| JP3780428B2 (ja) | 角パイプの屈曲プレス成形金型装置及びこの成形金型装置によって製造された屈曲角パイプ | |
| JP7283439B2 (ja) | プレス部品の製造方法、及び金属板 | |
| WO2020009033A1 (ja) | 車両用構造部材のための補強部材 | |
| JP2020124726A (ja) | プレス成形品及びプレス加工方法 | |
| JP6759645B2 (ja) | プレス成形品を製造する方法及びプレス装置 | |
| JP7246227B2 (ja) | プレス成形方法及び金属板 | |
| JPH028849Y2 (ja) | ||
| JP6991935B2 (ja) | 車両用補強部材とその製造法 | |
| WO2022025105A1 (ja) | 自動車車体の構造部材 | |
| JP7399905B2 (ja) | プレス型及びプレス成形品 | |
| JP7363829B2 (ja) | 車体側部構造 | |
| WO2022025098A1 (ja) | 自動車車体の構造部材 | |
| KR102450454B1 (ko) | 프레스 성형 방법 | |
| JP4042139B2 (ja) | 自動車の車体構造部材 | |
| JP3714484B2 (ja) | バンパーリインフォースメント | |
| EP1393986B1 (en) | Bumper reinforcement for vehicle body and method and device for pressingly bendforming bumper reinforcement | |
| JPH11239824A (ja) | 閉断面構造部材の曲げ加工方法及び閉断面曲げ構造部材 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050428 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050617 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050816 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060117 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060320 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060808 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060824 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061003 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061004 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101027 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111027 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111027 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121027 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131027 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |