JP3939323B2 - 接続構造体 - Google Patents
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Description
なお、電磁成形とは、電気エネルギーの投入により、電磁成形用コイルがきわめて短時間の強力な磁場を形成し、この磁場内におかれたワーク(被加工物)が磁場の反発力(フレミングの左手の法則に従ったLorentz力)によって強い拡張力や収縮力を受けて、高速で塑性変形することを利用し、ワークを所定形状に成形する技術である。電磁成形自体は、下記特許文献2〜6にも記載されているように、公知技術である。
また、図15(c)に示す横圧壊型のバンパーステイは、製造コストが安く、バンパーリインフォースの端部取付箇所が車幅方向に対し傾斜又は湾曲していても、容易に対応できる利点がある。しかし、小さい衝撃力でリブが座屈変形し、縦圧壊型に比べて重量比エネルギー吸収量が小さく、優位な軽量化効果が得られないという問題がある。
一方、前記特許文献5,6に記載された方法では、前記拡開部がフランジの外側に形成されることから、前記拡開部が前記フランジとバンパーリインフォース又はサイドメンバとの取り付けの妨げになる。
バーリング加工により形成された穴の内周面に軸部材の端部を密着させると、接触面積が大きく、かつ軸部材の端部が穴の内周面に沿って放射方向に拡開するので、仮に軸部材の端部を穴の前方側に突出させなくても、中空部材に対する軸部材の固定が確実になる。
前記接続構造体において、軸部材の前記フランジの穴より後方側が電磁成形による拡管により放射方向に張り出している(前記特許文献6参照)ことが望ましい。軸部材の両方の端部にフランジを固定する場合、両フランジに挟まれた部分を全体的に放射方向に張り出させることもできる(前記特許文献5参照)。これによりフランジが放射方向に拡開した先端とこの張出部の間に挟まれることになる。
前記接続構造体において、前記フランジ又はフランジ部材として、長さ方向に垂直な面内での断面形状が同一な金属製形材を用いることができる。この金属製形材には押出材だけでなく例えば金属板をプレス加工して製造した形材が含まれ、材質は軽量化の点でアルミニウム合金が望ましいが、鋼材など他の金属を用いることもできる。前記フランジ部材は複数個の形材を組み合わせたものでもよく、この場合、形材には単なる平らな板材も含まれる。
なお、本発明は、バンパーステイだけでなく接続構造体一般に適用される。
図1に示すバンパーステイ20は、バンパーリインフォースの傾斜した端部取付箇所(図15参照)に配置されるもので、それぞれアルミニウム合金押出材からなるフランジ部材21と軸部材22からなる。
この状態で軸素材41をフランジ部材21に対して位置決めし、軸素材41内に電磁成形用コイル体42を挿入し、フランジ部材21の開口側に変形防止用の治具43を挿入し、電気エネルギーを投入して、電磁成形を行い、軸素材41を放射方向に拡径する。これにより、先に説明したバンパーステイ20を得ることができる。
前記バンパーステイ20において、フランジ部材21のリブ25は、軸部材22とともに衝突時に負荷される荷重を支持する作用を有する。軸部材22の補強効果により衝突時にリブ25の座屈(倒れ)が起こりにくく、相応の荷重支持作用が得られ、また軸部材22の蛇腹状変形による高いエネルギー吸収作用が得られる。
このバンパーステイ20では、軸部材22の両端部が穴29,34の内周面に密着し、拡開部37,38の周方向の一部が傾斜部28,33に当接し、第1フランジ23(特に穴29が形成されている中央部26)が、軸部材22の軸方向に対し垂直な面から傾斜している。従って、軸部材22とフランジ部材21(フランジ23,24)を相対的に回転させようとする力が作用しても、軸部材22が穴29,34内で回転するのが防止される。
前記バンパーステイ50において、軸部材52の拡開部63,64が、第1,第2フランジ52,53の中央部56,57に当接していないことによる作用効果上の不利益はほとんどなく、一方、製造上の観点からは、中央部56,57に当接させない程度の小さい電磁成形力で成形できるという利点がある。これにより電磁成形時に軸部材52が拡管して穴61,62の内周面を放射方向に押し広げようとする力を低減し、第1,第2フランジ52,53の歪みを抑えることができる。また、電磁成形用コイル体に過大な電気エネルギーを投入しなくて済むので、該電磁成形用コイル体や制御装置等の寿命を延ばすこともできる。
フランジ部材71は、それぞれアルミニウム合金押出材からなる2つの板状部材73,74(図9,10参照)を組み合わせて構成したものであり、板状の第1フランジ75、第2フランジ76及びこれらを連結するリブ77からなる。第1フランジ75は段差を有し、中央部78がバンパーリインフォースに当接する取付部79より後退した位置にあり、いずれも平板状の中央部78と外側の取付部79が互いに平行で、傾斜部81でつながれ、前記中央部78に軸部材72を取り付けるための穴82が形成されている。第2フランジ76には段差がなく、全体がサイドメンバーに当接する取付部に相当し、そのほぼ中央に軸部材72を取り付けるためのバーリング穴83が形成されている。また、バーリング穴83の周囲には穴フランジ80が形成されている。穴82,83は、いずれも第2フランジ76に対し垂直な方向にみたとき円形をなす(穴82は中央部78に対し垂直な方向にみたとき若干楕円形をなす)。
前記部材73,74を組み合わせてフランジ部材71を構成したとき、外側部84と外側部89が重なって前記取付部79(図8において左側の取付部79)となり、傾斜部85と傾斜部91の上端部が重なって前記傾斜部81(図8において左側の傾斜部81)となり、部材74の傾斜部91は前記リブ77となる。作業用穴86と作業用切り欠き87はちょうどサイドメンバー取付用のボルト穴92に対応する位置にきて、工具を差し入れてボルト締めができるようになっている。また、ボルト穴88とボルト穴93が重なり、図8に示すように、ここにスタッドボルト94が打ち込まれている。
この状態で軸素材90をフランジ部材71に対して位置決めし、軸素材90内に電磁成形用コイル体98を挿入し、フランジ部材71の開口側に変形防止用の治具99を挿入し、電気エネルギーを投入して、電磁成形を行い、軸素材90を放射方向に拡径する。これにより、先に説明したバンパーステイ70を得ることができる。
21,51,71,101 フランジ部材
22,52,72,102 軸部材
23,53,75,105 第1フランジ
24,54,76,106 第2フランジ
25,55,75 リブ
29,34、61,62,82 穴
37,38,63,64,95,96,111,112 拡開部
39,97,113 張出部
73,74,103,104,116,123 板状部材
80,109,118,128 穴フランジ
83,107 バーリング穴
Claims (20)
- 他部材の被取付部に当接する取付部を有する板状のフランジと、管状のアルミニウム合金押出材からなり端部が前記フランジに固定された軸部材により構成され、前記フランジに穴が形成され、前記軸部材の端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴の内周面に密着し、かつ前記軸部材の先端が前記フランジの穴から前方側に突出して放射方向に拡開し、さらに前記フランジに段差が形成されていて前記フランジの前記穴が形成された箇所が前記取付部より後退した位置にあり、かつ前記軸部材の先端が前記フランジの取付部と同一面上又はそれより後方側に位置することを特徴とする接続構造体。
- 前記穴が前方側からバーリング加工されたバーリング穴であることを特徴とする請求項1に記載された接続構造体。
- 他部材の被取付部に当接する取付部を有する板状のフランジと、管状のアルミニウム合金押出材からなり端部が前記フランジに固定された軸部材により構成され、前記フランジに穴が形成され、前記穴が前方側からバーリング加工されたバーリング穴であり、前記軸部材の端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記バーリング穴の内周面に密着し、かつ前記内周面に沿って放射方向に拡開し、さらに前記軸部材の先端が前記バーリング穴より前方に突出せず、前記フランジの取付部と同一面上又はそれより後方側に位置することを特徴とする接続構造体。
- それぞれ他部材の被取付部に当接する取付部を有し互いに間隔を開けて配置された一対の板状のフランジと、管状のアルミニウム合金押出材からなり各端部が各フランジに固定された軸部材により構成され、各フランジに穴が形成され、前記軸部材の各端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴の内周面に密着し、さらに少なくとも一方のフランジにおいて、前記フランジに段差が形成されていて前記穴が形成された箇所が前記取付部より後退した位置にあり、前記軸部材の先端が前記一方のフランジに形成された穴から前方側に突出して電磁成形により放射方向に拡開し、かつ前記軸部材の先端が前記一方のフランジの取付部と同一面上又はそれより後方側に位置することを特徴とする接続構造体。
- 前記一方のフランジに形成された穴が前方側からバーリング加工されたバーリング穴であることを特徴とする請求項4に記載された接続構造体。
- それぞれ他部材の被取付部に当接する取付部を有し互いに間隔を開けて配置された一対の板状のフランジと、管状のアルミニウム合金押出材からなり各端部が各フランジに固定された軸部材により構成され、各フランジに穴が形成され、前記軸部材の各端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴の内周面に密着し、さらに少なくとも一方のフランジにおいて、前記穴が前方側からバーリング加工されたバーリング穴であり、前記軸部材の端部が前記バーリング穴の内周面に沿って放射方向に拡開し、かつ前記軸部材の先端が前記バーリング穴より前方に突出せず、前記フランジの取付部と同一面上又はそれより後方側に位置することを特徴とする接続構造体。
- それぞれ他部材の被取付部に当接する取付部を有し互いに間隔を開けて配置された一対の板状のフランジ、及び両フランジを連結する1つのリブからなるフランジ部材と、管状のアルミニウム合金押出材からなり各端部が各フランジに固定された軸部材により構成され、各フランジに穴が形成され、前記軸部材の各端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴の内周面に密着し、さらに少なくとも一方のフランジにおいて、前記フランジに段差が形成されていて前記穴が形成された箇所が前記取付部より後退した位置にあり、前記軸部材の先端が前記一方のフランジに形成された穴から前方側に突出して電磁成形により放射方向に拡開し、かつ前記軸部材の先端が前記一方のフランジの取付部と同一面上又はそれより後方側に位置することを特徴とする接続構造体。
- 前記一方のフランジに形成された穴が前方側からバーリング加工されたバーリング穴であることを特徴とする請求項7に記載された接続構造体。
- それぞれ他部材の被取付部に当接する取付部を有し互いに間隔を開けて配置された一対の板状のフランジ、及び両フランジを連結する1つのリブからなるフランジ部材と、管状のアルミニウム合金押出材からなり各端部が各フランジに固定された軸部材により構成され、各フランジに穴が形成され、前記軸部材の各端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴の内周面に密着し、さらに少なくとも一方のフランジにおいて、前記穴が前方側からバーリング加工されたバーリング穴であり、前記軸部材の端部が前記バーリング穴の内周面に沿って放射方向に拡開し、かつ前記軸部材の先端が前記バーリング穴より前方に突出せず、前記フランジの取付部と同一面上又はそれより後方側に位置することを特徴とする接続構造体。
- 他部材の被取付部に当接する取付部を有する板状のフランジと、管状のアルミニウム合金押出材からなり端部が前記フランジに固定された軸部材により構成され、前記フランジに穴が形成され、前記穴が前方側からバーリング加工されたバーリング穴であり、前記フランジの前記バーリング穴が形成された箇所が、前記軸部材の軸方向に対し垂直な面から傾斜し、かつ前記バーリング穴の周囲に形成された穴フランジの中心軸が前記軸部材の中心軸に対して平行とされ、前記軸部材の端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記バーリング穴の内周面に密着し、かつ前記内周面に沿って放射方向に拡開し、さらに前記軸部材の先端が前記バーリング穴より前方に突出せず、前記フランジの取付部と同一面上又はそれより後方側に位置することを特徴とする接続構造体。
- 前記軸部材の前記フランジの穴より後方側が電磁成形による拡管により放射方向に張り出していることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載された接続構造体。
- 前記軸部材の両フランジに挟まれた部分が電磁成形による拡管により放射方向に張り出していることを特徴とする請求項4〜9のいずれかに記載された接続構造体。
- 前記フランジが、長さ方向に垂直な面内での断面形状が同一なアルミニウム合金形材からなることを特徴とする請求項1〜6,10のいずれかに記載された接続構造体。
- 前記フランジが押出材からなることを特徴とする請求項13に記載された接続構造体。
- 前記フランジ部材が、長さ方向に垂直な面内での断面形状が同一なアルミニウム合金形材からなることを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載された接続構造体。
- 前記フランジ部材が押出材からなることを特徴とする請求項15に記載された接続構造体。
- 前記フランジ部材が複数個の部材を組み合わせてなることを特徴とする請求項7〜9,15,16のいずれかに記載された接続構造体。
- 前記フランジの前記穴が形成された箇所が、前記軸部材の軸方向に対し垂直な面から傾斜していることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載された接続構造体。
- 前記両フランジの少なくとも一方において、前記穴が形成された箇所が、前記軸部材の軸方向に対し垂直な面から傾斜していることを特徴とする請求項4〜9のいずれかに記載された接続構造体。
- 前記接続構造体がバンパーステイであって、前記フランジが車体の上下方向に垂直な面内での断面形状が実質的に同一なアルミニウム合金形材からなり、バンパーリインフォースがいずれか一方のフランジの取付部に固定され、サイドメンバが他方のフランジの取付部に固定されることを特徴とする請求項4〜9のいずれかに記載された接続構造体。
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