JP4193157B2 - 車両のレインフォースメント構造及びその製造方法 - Google Patents

車両のレインフォースメント構造及びその製造方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のレインフォースメント構造及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車等の車両においては、外部からの荷重入力を受け止めるべく、車体のフロント及びリアに、図12に示すようなレインフォースメントが備えられており、そのレインフォースメントのC−C断面図を図13に示すように、荷重入力方向に対して2つの閉断面が形成されていることにより、従来の□(四角)形状のレインフォースメントと比較して優れた剛性を有する。
【0003】
このような構造を有するレインフォースメントは、図13に矢印で示すように従来は予め折り曲げた複数の部材を溶接することによって製造していたが、近年においては、所謂ロール成型機に設けられた複数の加工ローラを用いて1枚の金属板を連続的に折り曲げることにより、図13に示すような2つの閉断面を形成し、その後、折り曲げた金属板の両端部と中央部分とが接触する位置(図13の溶接位置Pに相当)において溶接する方法が、特開平9−141329号に提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例に提案されている方法によれば、予め折り曲げられている複数の部材を図13に示すごとく複数箇所で溶接する方法と比較して製造コストを軽減することができる。
【0005】
しかしながら、係る製造法においては、ロール成型機による成型が完了した後で、図13の溶接位置Pに相当する位置を溶接する工程が必要が有る。即ち、当該位置における溶接のために、数十メートルにも及ぶロール成型機を含むレインフォースメントの製造ラインから溶接機を撤去することができず、生産性が良くない。
【0006】
そこで本発明は、折り曲げ加工のみによって形成された高剛性の車両のレインフォースメント構造及びその製造方法の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る車両のレインフォースメント構造は、以下の構成を特徴とする。
【0008】
即ち、1枚の金属板を折り曲げることにより、荷重入力方向に対して複数の閉断面が併設された状態で形成されている車両のレインフォースメント構造であって、
前記金属板の面部に折り曲げラインに平行に形成されたところの、車体外側方向に開口部を有する溝部が1つ形成され、その溝部に前記金属板の両方の端部が挿入されることにより、前記複数の閉断面が形成されていることを特徴とする。
【0009】
また、1枚の金属板を折り曲げることにより、荷重入力方向に対して複数の閉断面が併設された状態で形成されている車両のレインフォースメント構造であって、前記金属板の面部に折り曲げラインに平行に形成されたところの、車体外側方向に開口部を有する溝部が2つ形成され、それらの溝部に前記金属板の端部が片方ずつ挿入されることにより、前記複数の閉断面が形成されていることを特徴とする
【0010】
上記の目的を達成するため、本発明に係る車両のレインフォースメント構造の製造方法は、以下の構成を特徴とする。
【0011】
即ち、ロール成型機を用いて1枚の金属板を連続的に折り曲げることにより、荷重入力方向に対して複数の閉断面を併設させた状態で形成する車両のレインフォースメント構造の製造方法であって、前記金属板の面部中央に溝部を形成する第1工程と、前記第1工程で形成した溝部を含む面部を突出させる第2工程と、
前記第2工程で突出させた面部両側の複数箇所を、前記溝部と平行に折り曲げる第3工程と、前記第3工程で折り曲げられた前記金属板の両端部を、前記溝部に挿入することにより、前記複数の閉断面を形成する第4工程とを有することを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車両のレインフォースメント構造及びその製造方法を、代表的な車両である自動車のフロント及びリアのバンパーに適用した一実施形態として、図面を参照して詳細に説明する。
【0013】
図1は、本実施形態におけるレインフォースメントの外形形状を示す斜視図である。また、図2は、図1に示すレインフォースメントの構造を示す断面図である。
【0014】
図1及び図2に示すように、本実施形態に係るレインフォースメント1は、1枚の金属板(例えば、高張力鋼板等)を複数箇所で折り曲げることによって形成されており、想定される荷重入力方向に対して、上下方向に2つの閉断面13及び14が形成された構造を有する。
【0015】
溝部11には、レインフォースメント1を構成する1枚の金属板の両端部が挿入されている。本実施形態において、この部分には溶接は行われておらず、当該金属板の両端部が溝部11に挿入されているだけであるが、レインフォースメント1に対して当該荷重入力方向の外力が加えられたときには、当該両端部がより溝部11の底方向に当接されることになるため、その挿入部分から当該両端部が外れることを防止することができる。
【0016】
また、溝部11を含む面部は、図1及び図2に示すように、レインフォースメント1の車体外側方向の外縁部側(当該荷重入力側)より内側の、該外縁部近傍まで突き出した形状に形成されており、これにより外力に対する剛性を高めている。
【0017】
また、スロープ12は、レインフォースメント1を後述する方法で複数箇所で折り曲げる際に、当該金属板の両端部を溝部11に挿入し易くするために設けられたものである。
【0018】
図1及び図2に示す如く完成したレインフォースメント1の実装方法は、従来構造のレインフォースメントの実装方法と同様であるが、ここで、このような構造を有するレインフォースメント1を、自動車のフロント及びリアのバンパーに適用した実装例について概説する。
【0019】
図3は、本実施形態におけるレインフォースメントを使用した自動車の前部構造を示す図であり、レインフォースメント1(フロント用)は、車体フレーム2の端部にボルト3を用いた一般的な手法によって締結される。
【0020】
また、図4は、図3に示すレインフォースメント1のA−A断面と共に、自動車のフロントバンパーの断面構造を示す図であり、レインフォースメント1の車両外側方向には、樹脂製の衝撃吸収部材4、そしてその表面を覆うバンパーカバー5が実装される。
【0021】
図5は、本実施形態におけるレインフォースメントを使用した自動車の後部構造を示す図であり、レインフォースメント1(リア用)は、車両のリアエンドパネル6の端部にボルト3を用いた一般的な手法によって締結される。
【0022】
また、図6は、図5に示すレインフォースメント1のB−B断面と共に、自動車のリアバンパーの断面構造を示す図であり、レインフォースメント1の車両外側方向には、樹脂製の衝撃吸収部材7、そしてその表面を覆うバンパーカバー8が実装される。
【0023】
次に、上述したレインフォースメント1の製造方法について説明する。本実施形態では、図7に示すような設備を利用して、1枚の金属板を連続的に折り曲げ加工を施すことにより、図1及び図2に示す構造のレインフォースメント1を成型する。
【0024】
図7は、本実施形態で採用可能なロール加工機を備える製造設備を説明する図である。
【0025】
同図において、101は、帯状の金属板がロール状に巻かれた金属ロールである。102は、金属ロール101から帯状の金属板を連続的に同図右方向にフィードするフィーダである。103は、ロール加工機であり、フィーダ102によって送られてくる帯状の金属板に対して徐々に曲げ加工を施す複数の加工ローラを備える。そして、104は、閉断面が形成された金属板に対して、車体のフロント側またはリア側の形状に併せて曲げ加工を施すと共に、所定のサイズに切断する仕上加工機である。
【0026】
次に、ロール加工機103の複数の加工ローラによって行われる曲げ加工の工程についいて説明する。
【0027】
図8から図10は、本実施形態におけるレインフォースメントの製造工程を示す図であり、同図の前後方向が金属板の搬送方向である。
【0028】
本実施形態では、ロール加工機103を用いて、1枚の金属平板に対して、図8から図10に示すNo0からNo23までの曲げ加工工程を徐々に施すことにより、図2に示したレインフォースメント1の断面形状を得る。この曲げ加工の各工程は、金属板の搬送方向に沿ってロール加工機103に設けられた23種類の加工ローラにより行われる。ここで、各工程を大きく4つに分けて説明する。
【0029】
第1工程(No0〜No4):帯状の1枚の金属平板の面部の長手方向中央に、No0〜No4に示すごとく徐々に溝部を形成する。この溝部は、図2に示す溝部11に相当する。
【0030】
第2工程(No5〜No8):第1工程で形成した溝部を含む面部を、No5〜No8に示すごとく徐々に突出させる。
【0031】
第3工程(No9〜No20):第2工程で突出させた面部両側の複数箇所を、第1工程で形成した溝部と平行に徐々に折り曲げる。この第3工程には、当該金属板の両端部近傍に、図2に示すスロープ12に相当する傾斜部分を設ける工程No12〜No13が含まれる。
【0032】
第4工程(No21〜No23):第3工程で折り曲げられた当該金属板の両端部を、第1工程で形成した溝部に挿入することにより、2つの閉断面を形成する。これらの閉断面は、図2に示す閉断面13及び14に相当する。挿入に際しては、上述した第3工程の工程No12〜No13において当該金属板の両端部近傍に傾斜部を設けてあるため、加工ローラのみによっても工程No20〜No23において当該両端部を溝部11に容易に挿入することができる。
【0033】
ロール加工機103によって当該2つの閉断面が形成された金属板は、更に仕上加工機104に送られ、所定のR(円弧)形状に曲げられると共に、所定のサイズに切断され、これにより、図1に示すレインフォースメント1が完成する。
【0034】
このように、本実施形態によれば、上述した各曲げ加工工程をロール加工機103によって実現することにより、上述した従来例と同様な高剛性のレインフォースメントを、製造ラインに溶接工程を組み込まずに、曲げ加工のみによって製造することができる。これにより、生産性の向上と、限られた生産スペースの有効活用が図れる。
【0035】
<実施形態の変形例>
上述した実施形態では、図2に示すように溝部11に金属板の両端部を挿入さたが、これに限られるものではなく、本変形例のように、溝部を平行に2つ設け、それぞれの溝部に当該金属板の端部を片方ずつ挿入させるように構成しても良い。この場合も製造工程の流れは上記の図8から図10の各工程と略同様であり、第1工程において帯状の金属板の長手方向の中心線に平行に2本の溝部を形成する点が多少異なる。
【0036】
図11は、本実施形態の変形例としてのレインフォースメントの断面図である。
【0037】
同図において、レインフォースメント9には、2つの溝部91及び92が形成されており、それらの溝部に折り曲げられた金属板の端部が片方ずつ挿入されることにより、閉断面93及94が形成されている。また、溝部91と溝部92との間の面部が、レインフォースメント9の車体外側方向の外縁部側(当該荷重入力側)より内側の、該外縁部近傍まで突き出した形状に形成されており、これにより外力に対する剛性を高めている。
【0038】
このような本変形例によっても、上述した実施形態と同様に高剛性のレインフォースメントを、曲げ加工のみによって製造することができる。
【0039】
尚、上述した実施形態においては、本実施形態に係るレインフォースメントを、自動車のフロント及びリアのバンパーに適用したが、これに限られるものではなく、例えば、ドア内部に設けられるインパクトバーとして採用しても良い。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、折り曲げ加工のみによって形成された高剛性の車両のレインフォースメント構造及びその製造方法の提供が実現する。
【0041】
即ち、請求項1の発明によれば、金属板に溝部を1つ形成しその溝部に両端部を挿入することにより、折り曲げ加工のみによって高剛性のレインフォースメントが実現する。また、請求項3の発明によれば、金属板に溝部を2つ形成し、それらの溝部に片方ずつ端部を挿入することにより、折り曲げ加工のみによって高剛性のレインフォースメントが実現する。
【0042】
また、請求項または請求項の発明によれば、更に高剛性のレインフォースメントを実現することができる。
【0043】
また、請求項の発明によれば、折り曲げ加工のみによって高剛性のレインフォースメントを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態におけるレインフォースメントの外形形状を示す斜視図である。
【図2】図1に示すレインフォースメントの構造を示す断面図である。
【図3】本実施形態におけるレインフォースメントを使用した自動車の前部構造を示す図である。
【図4】図3に示すレインフォースメント1のA−A断面と共に、自動車のフロントバンパーの断面構造を示す図である。
【図5】本実施形態におけるレインフォースメントを使用した自動車の後部構造を示す図である。
【図6】図5に示すレインフォースメント1のB−B断面と共に、自動車のリアバンパーの断面構造を示す図である。
【図7】本実施形態で採用可能なロール加工機を備える製造設備を説明する図である。
【図8】本実施形態におけるレインフォースメントの製造工程を示す図である。
【図9】本実施形態におけるレインフォースメントの製造工程を示す図である。
【図10】本実施形態におけるレインフォースメントの製造工程を示す図である。
【図11】本実施形態の変形例としてのレインフォースメントの断面図である。
【図12】従来例としてのレインフォースメント構造を示す図である。
【図13】図12に示すレインフォースメントのC−C断面図である。
【符号の説明】
1,9,110:レインフォースメント,
2:車両フレーム,
3:ボルト,
4,7:衝撃吸収部材,
5,8:バンパーカバー,
6:リアエンドパネル,
11,91,92:溝部,
13,14,93,94:閉断面,
101:金属ロール,
102:フィーダ,
103:ロール加工機,
104:仕上加工機,

Claims (8)

  1. 1枚の金属板を折り曲げることにより、荷重入力方向に対して複数の閉断面が併設された状態で形成されている車両のレインフォースメント構造であって、
    前記金属板の面部に折り曲げラインに平行に形成されたところの、車体外側方向に開口部を有する溝部が1つ形成され、その溝部に前記金属板の両方の端部が挿入されることにより、前記複数の閉断面が形成されていることを特徴とする車両のレインフォースメント構造。
  2. 前記溝部を含む面部が、前記レインフォースメント構造の車体外側方向の外縁部より内側の、該外縁部近傍に形成されていることを特徴とする請求項記載の車両のレインフォースメント構造。
  3. 1枚の金属板を折り曲げることにより、荷重入力方向に対して複数の閉断面が併設された状態で形成されている車両のレインフォースメント構造であって、
    前記金属板の面部に折り曲げラインに平行に形成されたところの、車体外側方向に開口部を有する溝部が2つ形成され、それらの溝部に前記金属板の端部が片方ずつ挿入されることにより、前記複数の閉断面が形成されていることを特徴とする車両のレインフォースメント構造。
  4. 前記2つの溝部の間の面部が、前記レインフォースメント構造の車体外側方向の外縁部より内側の、該外縁部近傍に形成されていることを特徴とする請求項記載の車両のレインフォースメント構造。
  5. 前記複数の閉断面は、前記荷重入力方向に対して上下に形成されていることを特徴とする請求項1又は3記載の車両のレインフォースメント構造。
  6. 前記レインフォースメント構造は、バンパーであることを特徴とする請求項1又は3記載の車両のレインフォースメント構造。
  7. ロール成型機を用いて1枚の金属板を連続的に折り曲げることにより、荷重入力方向に対して複数の閉断面を併設させた状態で形成する車両のレインフォースメント構造の製造方法であって、
    前記金属板の面部中央に溝部を形成する第1工程と、
    前記第1工程で形成した溝部を含む面部を突出させる第2工程と、
    前記第2工程で突出させた面部両側の複数箇所を、前記溝部と平行に折り曲げる第3工程と、
    前記第3工程で折り曲げられた前記金属板の両端部を、前記溝部に挿入することにより、前記複数の閉断面を形成する第4工程と、
    を有することを特徴とする車両のレインフォースメント構造の製造方法。
  8. 前記第3工程において、前記金属板の両端部近傍にそれぞれスロープ状の折り曲げ部分を形成することにより、前記第4工程における前記金属板の両端部の前記溝部への挿入を容易にすることを特徴とする請求項記載の車両のレインフォースメント構造の製造方法。
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