JP4439186B2

JP4439186B2 - Tubular member attached to other member and method of manufacturing tubular member attached to other member

Info

Publication number: JP4439186B2
Application number: JP2003031740A
Authority: JP
Inventors: 成一橋本; 浩之山下; 徹橋村; 利教目木
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2023-02-07
Also published as: JP2004237348A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、他部材へ取り付けられる管状部材、例えば乗用車やトラック等の車両のインストルメントパネル用リインフォース（以下、インパネ用リインフォースという）やクロスメンバー等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インパネ用リインフォースは、ステアリングサポート、ステアリングハンガービーム又はピラー間クロスメンバー（ＰＰメンバー）ともいわれ、車幅方向に配設されて両端が車両の左右のフレームに固定され、インストルメントパネル、ダクト及びステアリングコラム等を支持するとともに、車両の側面衝突に対して乗員の生存空間を確保する役割をもつ。
下記特許文献１〜６にみられるように、一般に、インパネ用リインフォースの両端には取付用のブラケットが溶接又はボルトにより固定され、インパネ用リインフォースは前記ブラケットを介して車体フレームの取付部にボルト等により取り付けられている。また、下記特許文献７には、ブラケットの代わりに端部に鍛造により取付用フランジを一体的に形成した、ブラケットレスのインパネ用リインフォースが記載されている。さらに、下記特許文献１〜４，７にも記載されているように、車両の軽量化のため、従来用いられていた鋼材に代わって、インパネ用リインフォースをアルミニウム合金で構成することが提案されている。
しかし、インパネ用リインフォースの端部にブラケットを溶接やボルト等により取り付ける場合、前者では接合部強度の低下、熱影響による歪みの発生、後者では部品点数の増加等の問題がある。また、ブラケットレスのインパネ用リインフォースの場合は、複雑な多段階の鍛造成形が必要でコストアップが問題となり、かつ鍛造成形では両端にフランジを形成するのが一般に困難である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１１５５５０号公報
【特許文献２】
特開２００１−６３６２８号公報
【特許文献３】
特開２００１−７１９３９号公報
【特許文献４】
特開２００１−２５３３６８号公報
【特許文献５】
特開２００２−５３０７０号公報
【特許文献６】
特開２００２−２１１４４１号公報
【特許文献７】
特開２００２−２１１４４０号公報
【０００４】
一方、部材の接合又は成形において、電磁成形法を利用したものが知られている。電磁成形法とは、コイルに瞬間的に例えば２０ｋＡ以上のレベルの大電流を流して作る強力な磁界と、その中に置いた被成形体（導体）を流れる渦電流による磁界との相互作用で成形する方法であり、電気の良導体であるアルミニウムはこの電磁成形に適している。下記特許文献８〜１４には、アルミニウム合金中空押出材と他のアルミニウム合金部材を電磁成形法により接合した構造体が記載され、また、下記非特許文献１、及び特願２００２−２００３８６、特願２００２−３５７８２０、特願２００２−３５４８２１の明細書及び図面には、電磁成形法により端部にフランジを形成したアルミニウム合金中空押出材が記載されている。電磁成形法は成形工程が単純で、短時間で成形が終了し、溶接と異なり接合部強度の低下や熱影響による歪み等も生じない利点がある。
【０００５】
【特許文献８】
特開２０００−２６４２４６号公報
【特許文献９】
特開２０００−８６２２８号公報
【特許文献１０】
特開平１１−２０４３４号公報
【特許文献１１】
特開平１０−３１４８６９号公報
【特許文献１２】
特開平１０−２５２７２１号公報
【特許文献１３】
特開平９−１６６１１１号公報
【特許文献１４】
特開平７−１１６７５１号公報
【非特許文献１】
機械技術研究所報告第１５０号「電磁力を利用する塑性加工の研究」（１９９０年３月、機械技術研究所発行）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記インパネ用リインフォースのような、他部材に取り付けられる管状部材に関する前記問題点に鑑みてなされたもので、アルミニウム合金中空押出材からなる管状部材の端部へのブラケットの取り付けが、部品点数の増加、接合部強度の低下及び歪みの発生による精度の低下等を起こすことなく、容易に行えるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る管状部材は、ブラケット付きである。本明細書に開示されるブラケット付き管状部材を要約して表現すれば、（１）断面が単一の中空部からなる管状のアルミニウム合金中空押出材とその端部に固定されたブラケットからなり、前記中空押出材の端部にフランジが形成され、前記フランジに他部材の取付部に適合する取付面形状を有するブラケットが固定され、前記フランジは電磁成形による拡径により前記中空押出材の端部に一体的に形成されている、あるいは（２）単一の中空部を有する管状のアルミニウム合金中空押出材とその端部に固定されたブラケットからなり、前記中空押出材の端部に他部材の取付部に適合する取付面形状を有するブラケットが固定され、前記中空押出材の端部は電磁成形により拡径していて、前記ブラケットは前記中空押出材の端部が電磁成形により拡径したことにより前記端部に固定されている、ということができる。ただし、（１）は参考例であり、本発明に関するものは（２）である。
【０００８】
前記管状部材において、前記（１），（２）のブラケットは、必要に応じて前記管状部材の一方の端部に設け、又は両方の端部に設けることができる。また、一方の端部をブラケットレス（断面が単一の中空部からなる管状のアルミニウム合金中空押出材の端部に、他部材の取付部に適合する取付面形状を有するフランジが電磁成形による拡径により一体的に形成されたもの）、他方の端部をブラケット付きにすることもできる。
前記管状部材が例えばインパネ用リインフォースやクロスメンバーであれば、これらは車両の左右の取付部間において車幅方向に配設される。
【０００９】
前記（１）の管状部材において、前記フランジは、金型の貫通穴を通して側面から突出させた前記中空押出材の端部を電磁成形により拡径し、前記端部の外表面側を前記金型の成形面である前記側面に押し付けて、前記中空押出材の端部に一体的に形成したもの、あるいは、金型の貫通穴及び前記金型に内側面を密着させた前記ブラケットの貫通穴を通して前記ブラケットの外側面から突出させた前記中空押出材の端部を電磁成形により拡径し、前記端部の外表面側を前記ブラケットの前記外側面に押し付けて、前記中空押出材の端部に一体的に形成したものである。
【００１０】
前記（２）の管状部材において、拡径を行う場合、前記ブラケットに固定用穴が形成され、前記中空押出材の端部が前記固定用穴を貫通しかつ拡径されていて、前記ブラケットは前記固定用穴において前記端部に固定されている。この場合、次のような種々の形態が考えられる。
（ａ）前記中空押出材の端部の前記固定用穴の外側に位置する部分が拡径してフランジが形成され、前記フランジが前記ブラケットの外側面に係合し、前記中空押出材の端部の前記固定用穴の内部に位置する部分が拡径して前記固定用穴の内面に密着し、そこに前記固定用穴の内面形状に沿った突起又は段差部が形成されている（参考例）。
（ｂ）前記中空押出材の端部の前記固定用穴の外側に位置する部分が拡径してフランジが形成され、前記フランジが前記ブラケットの外側面に係合し、前記中空押出材の端部の前記固定用穴の内部に位置する部分が拡径して前記固定用穴の内面に密着し、前記中空押出材の端部の前記固定用穴の内側に位置する部分が拡径して段差部が形成され、その段差部が前記ブラケットの内側面に係合している。
（ｃ）前記ブラケットが前記中空押出材の長さ方向に複数の壁部を有する中空部材であり、前記壁部を貫通する固定用穴が形成され、前記中空押出材の端部の前記固定用穴の外側に位置する部分が拡径してフランジが形成され、前記フランジが前記ブラケットの外側面に係合し、前記中空押出材の端部の前記固定用穴の内部に位置する部分が拡径して前記固定用穴の壁部内面に密着するとともに壁部間に突出している（参考例）。
【００１１】
なお、以上述べた管状部材において、電磁成形を利用してアルミニウム合金中空押出材の軸方向（押出軸方向）の一部を拡径することができる。また、アルミニウム合金中空押出材として断面円形又は楕円形のものが好適であるが、このように断面に平面部分のない中空押出材の軸方向の適宜箇所に平面部を形成することもできる。この場合、アルミニウム合金中空押出材の全周を拡径してもよいし、周の一部を拡径してもよい。このような平面部は曲面部に比べて他の部材の取付部として利用するのに適する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明（参考例を含む）に係る管状部材について、インパネ用リインフォースを例に、図１〜図１７（図１〜７，１０〜１７，図１８（ｂ），（ｃ）は参考例）を参照して説明する。
図１（ａ）に示すインパネ用リインフォース（一方の端部のみを示す）はブラケットレスタイプであり、丸パイプ状のアルミニウム合金中空押出材１の端部に取付用フランジ２が一体的に形成されている。この取付用フランジ２は鞍状に湾曲し、図１（ｂ）に示すように、車体フレーム３の取付部４が湾曲した取り付け面を有している場合に、それに適合する取り付け面形状を備える。従って、取付用フランジ２をボルト５等により取付部４に固定する場合に、取付用フランジ２と取付部４を隙間なく固定することができる。
【００１３】
図２〜図４は取付用フランジ２の電磁成形方法を示すものである。電磁成形に用いる金型６は、２つの上型６ａ，６ｂと２つの下型６ｃ，６ｄとに分割され、この金型６が閉じたとき、図２に示すように貫通穴７が構成される。アルミニウム合金中空押出材１を金型６にセットするときは、金型６を４つに分解した状態でアルミニウム合金中空押出材１を貫通穴７の位置にセットし、上型６ａ，６ｂ及び下型６ｃ，６ｄを閉じる。金型６の成形面８は図１に示すフランジ２の取付面形状に対応した鞍形形状をなしている。
【００１４】
アルミニウム合金中空押出材１を前記のようにセットして、図３に示すように端部１ａを所定長さ成形面８内に突出させた後、端部１ａ側（図の左方）から電磁成形用通電コイル９を内部に挿入する。この挿入長さは端部１ａの突出長さにほぼ等しいか、やや長めとすればよい。続いて、図示しない衝撃電流発生装置に高電圧で蓄荷電されている電気エネルギーを数十ｋＪ（数百μＦ、数ｋ〜数十ｋＶ）のレベルで、通電コイル９に瞬時に投入し、きわめて短時間（数百μｓｅｃ）の強力な磁場を端部１ａ側に形成する。すると、この磁界と端部１ａを流れる渦電流による磁界との相互作用により端部１ａに図３に矢印で示す周囲方向に強い力が発生し、該端部１ａは拡径して成形面８に押圧され、図４に示すように、アルミニウム合金中空押出材１の端部に鞍状曲面を有するフランジ２が一体的に成形される。
なお、アルミニウム合金中空押出材１の両端部にフランジ２を成形する場合、そのフランジ２を同時に電磁成形することもできる。また、上記の例ではフランジ２の形状を鞍状としたが、電磁成形により、取付部の取付面形状に適合した他の形状に成形することも容易である。
【００１５】
図５（ａ）は同じくブラケットレスタイプの取付部構造において、アルミニウム合金中空押出材１の端部に形成するフランジ２に等間隔に突起２ａを形成したものである。
突起２ａは、図５（ｂ）に示すように、成形面８に複数個の突起８ａが形成された分割金型６を用いることにより形成することができる。図２〜図４により説明したと同様に、通電コイル９を挿入して電磁成形を行うと、分割金型６から突出している端部１ａ（図５（ｂ）に仮想線で示す）が拡径し、成形面８に押し付けられてフランジ２が形成され、このとき同時に、突起８ａに対応してフランジ２に突起２ａが形成される。この突起２ａは例えばボルト穴打抜き用の印として利用できる。すなわち、突起２ａの形成はセンターポンチの代わりである。分割金型６の成形面８に突起８ａではなく凹部を形成した場合、フランジ２に凹部が形成される。
また、特願２００２−３５７８２１に添付した明細書及び図面（特に図５（ｃ））に開示されたように、金型６の成形面８リング状の切断刃を形成しておけば、フランジ２に打抜き穴（例えばボルト穴用）を電磁成形時に同時に形成することができる。
【００１６】
図６に示すインパネ用リインフォースは、アルミニウム合金中空押出材の端部にブラケットを固定するタイプであり、ブラケット１２に貫通穴１３が形成され、丸パイプ状のアルミニウム合金中空押出材１１が貫通穴１３を貫通し、かつ端部に形成されたフランジ１４とフランジ１４の内側に位置するブラケット１２がボルト等により固定されている。なお、１５はフランジ１４とブラケット１２を締結するためのボルト穴であるが、両者を溶接等、他の手段により固定することもできる。さらに、図示していないが、ブラケット１２には他部材との締結用の穴を適宜形成することができる。
【００１７】
図７（ａ）はフランジ１４の電磁成形方法を示すものであり、電磁成形に用いる金型１６は、図２と同様に分割金型とされ、閉じたとき中心に円形の貫通穴１７が構成され、この貫通穴１７の側面が成形面１８となっている。貫通穴１７の内径はアルミニウム合金押出材１１の外径とほぼ同じに設定されている。アルミニウム合金中空押出材１１の端部１１ａ（図７（ａ）に仮想線で示す）を貫通穴１７に通して所定距離突出させた後、端部側（図の右方）から電磁成形用通電コイル１９を内部に挿入する。図２〜図４により説明したと同様に電磁成形用通電コイル１９に通電して電磁成形を行うと、分割金型１６から突出している端部１１ａが拡径し、その外表面側（外周面側）が成形面１８に押し付けられてフランジ１４が形成される。ブラケット１２はフランジ１４の形成後、他方の端部からアルミニウム合金押出材１１にはめてもよく、フランジ１４の形成前にはめていてもよい。
【００１８】
図７（ｂ）はフランジ１４の別の電磁成形方法を示すものであり、金型１６に密着してブラケット１２をセットし、アルミニウム合金中空押出材１１の端部１１ａ（図７（ｂ）に仮想線で示す）を貫通穴１７及び貫通穴１３に通し所定距離突出させる。その他の点は、図７（ａ）と同じである。続いて前記と同様に電磁成形を行うと、分割金型１６から突出している端部１１ａが拡径し、その外表面側（外周面側）がブラケット１２の外側面１２ａに押し付けられてフランジ１４が形成される。この方法の場合、ブラケット１２の１２ａは成形面として機能する。また同時に、ブラケットの貫通穴１３内において、アルミニウム合金中空押出材１１が拡径して全期間通穴１３の内面に押し付けられて密着するので、その分の固定作用がある。
【００１９】
図８に示すインパネ用リインフォースは、アルミニウム合金中空押出材の端部にブラケットを固定するタイプであり、ブラケット２２に固定用穴２３が形成され、丸パイプ状のアルミニウム合金中空押出材２１の端部が固定用穴２３を貫通しかつ拡径されていて、ブラケット２２は固定用穴２３においてアルミニウム合金中空押出材２１の端部に嵌着固定されている。より具体的には、アルミニウム合金中空押出材２１の端部の固定用穴２３の外側に位置する部分が拡径してフランジ２４が形成され、このフランジ２４がブラケット２２の外側面２２ａ（取付面側）に密着し、固定用穴２３の内部に位置する部分２１ｂが拡径して固定用穴２３の内面２３ａに密着し、固定用穴２３の内側に位置する部分２１ｃが拡径して段差部２１ｄが形成され、その段差部２１ｄがブラケット２２の内側面２２ｂに密着している。ブラケット２２の外側面２２ａ及び内側面２２ｂにアルミニウム合金中空押出材２１のフランジ２４と段差部２１ｄが係合することにより、車幅方向の固定が確実に行われる。
ブラケット２２には締結用の穴２５が形成され、この穴２５を利用して、ブラケット２２をボルト等により図示しない車体フレームの取付部に取り付ける。
【００２０】
図９はブラケット２２をアルミニウム合金押出材２１の端部に固定するための電磁成形方法を示すものである。電磁成形に用いる金型２６は、図２と同様に分割金型とされ、閉じたとき中心に円形の貫通穴２７が構成され、この貫通穴２７の内面が成形面２８となっている。貫通穴２７の内径はブラケット２２の固定用穴２３より大径とされている。
図９（ａ）に示すように、金型２６に密着してブラケット２２をセットし、アルミニウム合金中空押出材２１の端部（２１ａ〜２１ｃ）を貫通穴２７及び固定用穴２３に通し、その先端（２１ａ）を所定距離突出させた後、端部側（図の左方）から電磁成形用通電コイル２９を内部に挿入する。この挿入長さは例えば金型２６の中間位置までとすればよい。続いて、前記と同様に電磁成形を行うと、アルミニウム合金中空押出材２１の端部（２１ａ〜２１ｃ）に図９（ａ）に矢印で示す周囲方向に強い力が発生し、該端部（２１ａ〜２１ｃ）は拡径して金型２６の成形面２８、ブラケット２２の固定用穴２３の内面２３ａ、外側面２２ａ及び内側面２２ｂに押圧され、図９（ｂ）に示すように、アルミニウム合金中空押出材２１の端部にブラケット２２が嵌着固定される。この場合、ブラケット２２の固定用穴２３の内面２３ａ、外側面２２ａ及び内側面２２ｂは成形面として機能する。
【００２１】
図１０は、図８のタイプのインパネ用リインフォースにおいて、アルミニウム合金中空押出材２１の端部のブラケット２２の内側に位置する部分に、段差部２１ｄの代わりに、半径方向外側に膨出するリング状の張り出し部２１ｅを形成したものを示す。
図１０（ａ）に示すように金型２６とブラケット２２を所定距離離してセットし、電磁成形用通電コイル２９に通電すると、金型２６とブラケット２２の隙間にアルミニウム合金押出材２１が張り出し、図１０（ｂ）に示すように張り出し部２１ｅが形成される。他の点は、図８のインパネ用リインフォースと同じであり、ブラケット２２の固定用穴２３の内部に位置する部分２１ｂが拡径して固定用穴２３の内面２３ａに密着し、ブラケット２２の外側面２２ａ及び内側面２２ｂにアルミニウム合金中空押出材２１のフランジ２４と張り出し部２１ｅが係合することにより、車幅方向の固定が確実に行われる。
【００２２】
図１１は、図８のタイプのインパネ用リインフォースにおいて、ブラケット２２の固定用穴２３の内面２３ａに車幅方向に延在するキー溝２３ｂを形成したもの（ａ）、及び楕円形断面を有するアルミニウム合金中空押出材２１及び楕円形の固定用穴を有するブラケット２２を使用したもの（ｂ）を示す。他の点は図８のインパネ用リインフォースと実質的に同じ構造である。双方とも、アルミニウム合金中空押出材２１とブラケット２２の回転が防止される。
【００２３】
図１２は、図８のタイプのインパネ用リインフォースにおいて、ブラケット２２の固定用穴２３の内面２３ａに環状溝２５ａが形成されたもの（ａ）、螺旋状溝２５ｂが形成されたもの（ｂ）、及び段差２５ｃが形成されたものを示す。
丸パイプ状のアルミニウム合金中空押出材２１の端部が固定用穴２３を貫通しかつ拡径されていて、ブラケット２２は固定用穴２３においてアルミニウム合金中空押出材２１の端部に嵌着固定されている。より具体的には、アルミニウム合金中空押出材２１の端部の固定用穴２３の外側に位置する部分が拡径してフランジ２４が形成され、このフランジ２４がブラケット２２の外側面２２ａ（取付面側）に密着し、固定用穴２３の内部に位置する部分が拡径して固定用穴２３の内面２３ａに密着し、そこに固定用穴の内面形状に沿った環状突起２６ａ、螺旋状２６ｂ又は段差部２６ｃが形成されている。ブラケット２２の外側面２２ａにアルミニウム合金中空押出材２１のフランジ２４が係合し、固定用穴２３の内面２３ａに形成された環状溝２５ａ、螺旋状溝２５ｂ又は段差２５ｃに、それぞれ環状突起２６ａ、螺旋状２６ｂ又は段差部２６ｃが係合し、車幅方向の固定が確実に行われる。
【００２４】
図１３は、同じくアルミニウム合金中空押出材の端部にブラケットを固定するタイプのインパネ用リインフォースにおいて、ブラケット３２が車幅方向に２つの壁部３２ｃ，３２ｄを有する中空部材の例を示す。ブラケット３２には壁部３２ｃ、３２ｄを貫通する固定用穴３３が形成され、丸パイプ状のアルミニウム合金中空押出材３１の端部が固定用穴３３を貫通しかつ拡径されていて、ブラケット３２は固定用穴３３においてアルミニウム合金中空押出材３１の端部に嵌着固定されている。より具体的には、アルミニウム合金中空押出材３１の端部の固定用穴３３の外側に位置する部分が拡径してフランジ３４が形成され、このフランジ３４がブラケット３２の外側面３２ａ（取付面側）に密着し、固定用穴３３の内部に位置する部分が拡径して壁部３２ｃ，３２ｄに密着し、かつ壁部間に突出する膨出部３５が形成されている。
図１４は、ブラケット４２が車幅方向に３つの壁部４２ｃ，４２ｄ，４２ｄを有する中空部材の例を示す。
【００２５】
図１５、１６は、同じくブラケットが中空部材の例であり、アルミニウム合金押出材５１の端部にブラケット５２が嵌着固定されたものを示すが、固定の形態が図１３及び図１４とは異なっている。
図１５に示すように、ブラケット５２が車幅方向に２つの壁部５２ｃ，５２ｄを有し、アルミニウム合金押出材５１の端部のブラケット５２の内部に位置する部分が拡径してフランジ５４が形成され、このフランジ５４がブラケット５２の壁部５２ｄの内面に密着し、壁部５２ｄの内側に位置する部分が拡径して壁部５２ｄに開けられた取付用穴５３ｄに密着し、壁部５２ｄより内側に位置する部分が半径方向外側に張り出し、リング状の張り出し部５１ｅが形成されている。ブラケット５２の壁部５２ｄの内面及び外面にアルミニウム合金中空押出材５１のフランジ５４と張り出し部５１ｅが係合することにより、車幅方向の固定が確実に行われる。なお、仮想線は電磁成型時における電磁成形用通電コイル５９の配置を示す。
図１６は、同じく、ブラケット５２の壁部５２ｄの内面及び外面にアルミニウム合金中空押出材５１のフランジ５４と張り出し部５１ｅを係合させたものである。この場合、ブラケットのへ基部５２ｃに穴が形成されてなく、従って、電磁成形用コイル５９はアルミニウム合金押出材５１の内側から挿入される。
【００２６】
図１７は、同じくアルミニウム合金中空押出材の端部にブラケットを固定するタイプのインパネ用リインフォースであるが、アルミニウム合金中空押出材の端部が電磁成形により縮径し、これにより該端部にブラケットが嵌着固定された例を示す。ブラケット６２の車幅方向内側に取付用軸部６３が形成され、取付用軸部６３の外周に環状突起６３ａが形成されている。アルミニウム合金中空押出材６１の端部が取付用軸部６３に嵌りかつ縮径されて取付用軸部６３の外周面に密着し、そこに取付用軸部６３の外周面形状に沿った環状突起６４が形成されている。
なお、図１７において、仮想線は電磁成形前のアルミニウム合金中空押出材、及び電磁成形時における電磁成形用通電コイルの配置を示す。
【００２７】
図１８は、アルミニウム合金中空押出材の端部だけでなく、電磁成形により中間部を拡径した例を示す。
図１８（ａ）は、図８のタイプ（アルミニウム合金中空押出材１１の端部にブラケット１２を固定するタイプ）のインパネ用リインフォースであり、電磁成形により軸方向の一部に平面部７５，７６を形成した点で、図８に示するインパネ用リインフォースと異なる（その他の点は同じ）。平面部７５ではアルミニウム合金中空押出材１１の全周が拡径して４角形断面とされ、平面部７６ではアルミニウム合金中空押出材１１の周の一部が拡径してそこに平面が形成されている。アルミニウム合金中空押出材１１の周壁にこのような平面部７５，７６を形成するには、アルミニウム合金中空押出材１１の内部の軸方向の所定箇所に電磁成形用通電コイルを挿入し、その箇所においてアルミニウム合金中空押出材１１の周囲に電磁成形用の分割金型（閉じたとき所望の形状の貫通穴が形成される）を設置し、前記と同様に電磁成形を行う（例えば特開平６−３１２２２６号公報参照）。成形された平面部７５，７６は例えば付属パイプ（一端がインパネ用リインフォースに取り付けられてインパネやダクトなどを支持するパイプ）などの取付箇所として好適に利用される。
図１８（ｂ）、（ｃ）は、図１のタイプのインパネ用リインフォースの中間部を全体的に拡径したもので、円筒状（ｂ）又は角筒状に拡径（ｃ）している。
【００２８】
本発明において、インパネ用リインフォース等の管状部材に用いられるアルミニウム合金は電気の良導体であり、電磁成形に適する。このアルミニウム合金は、例えばＪＩＳ６０００系及び７０００系アルミニウム合金であり、成形の容易性を考慮して調質はＪＩＳＨ０００１に規定されるＴ１又はＯで電磁成形し、成形後に必要に応じて時効処理を行うとよい。また、成形の均一性及び容易性を考慮して、アルミニウム合金中空押出材は断面円形か楕円形（それに近い形状を含む）が望ましく（ただし、円形又は楕円形以外の筒状アルミニウム合金中空押出材を利用することができる）、その肉厚は１．５〜４ｍｍ、外径は２０〜１００ｍｍ程度が望ましい。インパネ用リインフォースやクロスメンバーであれば、長さは１２００ｍｍ前後のものが用いられる。参考例も同様である。
【００２９】
以上、主としてインパネ用リインフォースを例にして本発明を具体的に説明したが、本発明は全く同様の形態で他の車両用管状部材、例えばクロスメンバー、タワーバー、インパネリインフォース用付属パイプ（一端がインパネ用リインフォースに取り付けられてインパネやダクトなどを支持するパイプ）、シートフレーム、インテークマニホールド、マフラー、プロペラシャフト、ステアリングコラム、二輪車（自転車含む）用スイングアームのほか、航空機用のシートフレーム、イス用のフレームなどの他用途管状部材にも適用される。参考例も同様である。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、インパネ用リインフォースやクロスメンバー等、他部材に取り付けられる管状部材の端部へのブラケットの取り付けが、部品点数の増加、接合部強度の低下及び歪みの発生による精度の低下等を起こすことなく、容易に行えるようになる。また、参考例のブラケットレスの管状部材の場合、端部の取付用フランジの形成が容易に低コストで行えるようになる。また、管状部材の端部が拡径（縮径（参考例）の場合も同様）されることにより、その部分が加工硬化し、フランジの強度及びブラケットの取り付け強度が向上する利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】インパネ用リインフォースの端部斜視図（ａ）及び端部断面図（ｂ）である。
【図２】端部フランジの電磁成形工程に使用される電磁成形用金型の斜視図である。
【図３】その電磁成形工程を説明する斜視図である。
【図４】同じく電磁成形工程を説明する斜視図である。
【図５】異なる端部フランジを有するインパネ用リインフォースの端部斜視図（ａ）及びその電磁成形方法を説明する断面図（ｂ）である。
【図６】ブラケット付きインパネ用リインフォースの端部断面図である。
【図７】その電磁成形方法を説明する断面図である。
【図８】他のブラケット付きインパネ用リインフォースの断面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【図９】端部にブラケットを固定するるための電磁成形工程を説明する断面図である。
【図１０】他のブラケット付きインパネ用リインフォースとその電磁成形工程を説明する断面図である。
【図１１】異なる形態のブラケットを固定したインパネ用リインフォースの側面図である。
【図１２】同じく異なる形態のブラケットを固定したインパネ用リインフォースの端部断面図である。
【図１３】中空ブラケットを固定したインパネ用リインフォースの端部斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図１４】他の中空ブラケットを固定したインパネ用リインフォースの端部斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図１５】中空ブラケットの固定形態の異なるインパネ用リインフォースの端部斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図１６】同じく中空ブラケットの固定形態の異なるインパネ用リインフォースの端部斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図１７】他のブラケット付きインパネ用リインフォースの端部断面図である。
【図１８】中間部を拡径したインパネ用リインフォースの斜視図である。
【符号の説明】
１中空押出材
２取付用フランジ
３車体フレーム
６（６ａ〜６ｄ）、１６電磁成形用金型
９、１９電磁成形用通電コイル
１２、２２、３２、５２ブラケット
１３、２３、３３固定用穴
１４、２４，３４フランジ
３２ｃ，３２ｄ、４２ｃ，４２ｄ，４２ｄ、５２ｃ，５２ｄ壁部
５３取付用軸部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tubular member attached to another member, for example, a reinforcement for an instrument panel of a vehicle such as a passenger car or a truck (hereinafter referred to as an instrument panel reinforcement), a cross member, or the like.
[0002]
[Prior art]
Instrument panel reinforcements, also known as steering supports, steering hanger beams, or cross-pillar members (PP members), are arranged in the vehicle width direction and are fixed to the left and right frames of the vehicle, instrument panels, ducts, and steering columns. Etc. and also has a role to secure the occupant's living space against the side collision of the vehicle.
As seen in the following Patent Documents 1 to 6, generally, mounting brackets are fixed to both ends of the instrument panel reinforcement by welding or bolts, and the instrument panel reinforcement is bolted to the mounting portion of the vehicle body frame via the brackets. It is attached by. Further, Patent Document 7 below describes a bracketless instrument panel reinforcement in which a mounting flange is integrally formed at the end portion by forging instead of a bracket. Further, as described in the following Patent Documents 1 to 4 and 7, in order to reduce the weight of the vehicle, it is proposed that the instrument panel reinforcement is made of an aluminum alloy in place of the conventionally used steel material. Yes.
However, when the bracket is attached to the end of the instrument panel reinforcement by welding or bolts, there are problems such as a decrease in joint strength in the former, distortion due to thermal effects, and an increase in the number of parts in the latter. In the case of a bracketless instrument panel reinforcement, complicated multi-stage forging is required, which raises the problem of cost increase, and forging is generally difficult to form flanges at both ends.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-115550
[Patent Document 2]
JP 2001-63628 A
[Patent Document 3]
JP 2001-71939 A
[Patent Document 4]
JP 2001-253368 A
[Patent Document 5]
JP 2002-53070 A
[Patent Document 6]
JP 2002-211141 A
[Patent Document 7]
JP 2002-21440 A
[0004]
On the other hand, what utilized the electromagnetic shaping | molding method is known in joining or shaping | molding of a member. The electromagnetic forming method is an interaction between a strong magnetic field created by momentarily flowing a large current of, for example, 20 kA or more in a coil, and a magnetic field generated by an eddy current flowing through a molded object (conductor) placed therein. Aluminum, which is a molding method and is a good electrical conductor, is suitable for this electromagnetic molding. The following Patent Documents 8 to 14 describe a structure in which an aluminum alloy hollow extruded material and another aluminum alloy member are joined by an electromagnetic forming method, and the following Non-Patent Document 1, Japanese Patent Application No. 2002-240366, Japanese Patent Application No. The specifications and drawings of 2002-357820 and Japanese Patent Application No. 2002-354821 describe an aluminum alloy hollow extruded material in which a flange is formed at the end by an electromagnetic forming method. The electromagnetic forming method has an advantage that the forming process is simple, the forming is completed in a short time, and unlike welding, there is no reduction in joint strength or distortion due to thermal effects.
[0005]
[Patent Document 8]
JP 2000-264246 A
[Patent Document 9]
JP 2000-86228 A
[Patent Document 10]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-20434
[Patent Document 11]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-314869
[Patent Document 12]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-252721
[Patent Document 13]
JP-A-9-166111
[Patent Document 14]
JP-A-7-116751
[Non-Patent Document 1]
Mechanical Technology Research Institute Report No. 150 “Research on Plastic Working Using Electromagnetic Force” (published by Mechanical Technology Research Institute in March 1990)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
  The present invention has been made in view of the above-described problems relating to tubular members attached to other members, such as the instrument panel reinforcements, and the bracket to the end of a tubular member made of an aluminum alloy hollow extruded material.Installation isAn object of the present invention is to make it easy to carry out without causing an increase in the number of parts, a decrease in joint strength, and a decrease in accuracy due to distortion.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  The tubular member according to the present invention is provided with a bracket.The bracketed tubular member disclosed in this specificationIn summary, (1) a tubular aluminum alloy hollow extruded material having a single hollow section and a bracket fixed to the end thereof, and a flange is formed at the end of the hollow extruded material. The bracket having a mounting surface shape that fits the mounting portion of the other member is fixed to the flange, and the flange is integrally formed at the end of the hollow extruded material by expanding the diameter by electromagnetic forming, or (2 A bracket comprising a tubular aluminum alloy hollow extruded material having a single hollow portion and a bracket fixed to the end thereof, and having a mounting surface shape adapted to the mounting portion of another member at the end of the hollow extruded material; The end of the hollow extruded material is expanded by electromagnetic forming, and the bracket is fixed to the end by expanding the diameter of the end of the hollow extruded material by electromagnetic forming. , It can be said that.However, (1) is a reference example, and (2) relates to the present invention.
[0008]
  In the tubular member, the brackets (1) and (2) can be provided at one end of the tubular member or at both ends as necessary. In addition, one end is bracketless (the end of a tubular aluminum alloy hollow extruded material having a single hollow section, and a flange having a mounting surface shape that fits the mounting section of the other member is expanded by electromagnetic forming. It is also possible that the other end is provided with a bracket.
If the tubular member is, for example, an instrument panel reinforcement or a cross member, these are arranged in the vehicle width direction between the left and right mounting portions of the vehicle.
[0009]
  In the tubular member of the above (1), the flange expands the diameter of the end of the hollow extruded material projected from the side surface through the through hole of the mold by electromagnetic forming, and the outer surface side of the end is the mold. The molded surface is pressed against the side surface and formed integrally with the end portion of the hollow extruded material, or through the through hole of the mold and the through hole of the bracket having the inner surface closely attached to the mold. The end of the hollow extruded material protruding from the outer surface of the bracket is expanded by electromagnetic forming, the outer surface side of the end is pressed against the outer surface of the bracket, and the end of the hollow extruded material is It is formed integrally.
[0010]
  In the tubular member of (2), when the diameter is expanded, a fixing hole is formed in the bracket, an end of the hollow extruded material passes through the fixing hole and is expanded in diameter, The fixing hole is fixed to the end portion. In this case, the following various forms are conceivable.
  (A) A portion of the end portion of the hollow extruded material positioned outside the fixing hole is expanded in diameter to form a flange, and the flange engages with an outer surface of the bracket. The portion located inside the fixing hole is enlarged in diameter and is in close contact with the inner surface of the fixing hole, and a projection or a step portion along the inner shape of the fixing hole is formed there (reference Example).
  (B) A portion of the end portion of the hollow extruded material positioned outside the fixing hole is enlarged in diameter to form a flange, and the flange engages with an outer surface of the bracket. The portion located inside the fixing hole of the portion expands in diameter and adheres closely to the inner surface of the fixing hole, and the portion located inside the fixing hole at the end of the hollow extruded material increases in diameter.The step isFormed and itsThe step isThe inner surface of the bracket is engaged.
  (C) The bracket is a hollow member having a plurality of wall portions in the length direction of the hollow extruded material, a fixing hole penetrating the wall portion is formed, and the fixing of the end portion of the hollow extruded material is performed A portion located outside the hole is expanded to form a flange, the flange engages with the outer surface of the bracket, and a portion located inside the fixing hole at the end of the hollow extruded material is enlarged. The diameter is close to the inner surface of the wall of the fixing hole and protrudes between the walls (reference example).
[0011]
  In the tubular member described above,, A part of the aluminum alloy hollow extruded material in the axial direction (extrusion axial direction) using electromagnetic formingExpandbe able to. Further, the aluminum alloy hollow extruded material preferably has a circular cross section or an elliptical shape, but a flat portion can also be formed at an appropriate position in the axial direction of the hollow extruded material having no flat portion in the cross section. In this case, the entire circumference of the aluminum alloy hollow extruded material may be expanded, or a part of the circumference may be expanded. Such a plane portion is suitable for use as an attachment portion for other members as compared with the curved surface portion.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, with respect to the tubular member according to the present invention (including the reference example), examples of instrument panel reinforcement are shown in FIGS.1-7,10-1718 (b) and 18 (c) will be described with reference to a reference example).
  The instrument panel reinforcement shown in FIG. 1 (a) (showing only one end) is a bracketless type, and a mounting flange 2 is integrally formed at the end of a round pipe-shaped aluminum alloy hollow extruded material 1. ing. The mounting flange 2 is curved like a bowl. When the mounting portion 4 of the vehicle body frame 3 has a curved mounting surface as shown in FIG. . Therefore, when the mounting flange 2 is fixed to the mounting portion 4 with the bolt 5 or the like, the mounting flange 2 and the mounting portion 4 can be fixed without a gap.
[0013]
2 to 4 show an electromagnetic forming method of the mounting flange 2. The mold 6 used for electromagnetic forming is divided into two upper molds 6a and 6b and two lower molds 6c and 6d. When the mold 6 is closed, a through hole 7 is formed as shown in FIG. The When the aluminum alloy hollow extruded material 1 is set in the mold 6, the aluminum alloy hollow extruded material 1 is set at the position of the through hole 7 with the mold 6 disassembled into four, and the upper molds 6a, 6b and the lower mold 6 The molds 6c and 6d are closed. The molding surface 8 of the mold 6 has a bowl shape corresponding to the mounting surface shape of the flange 2 shown in FIG.
[0014]
After setting the aluminum alloy hollow extruded material 1 as described above and projecting the end portion 1a into the molding surface 8 for a predetermined length as shown in FIG. 3, electromagnetic waves are generated from the end portion 1a side (left side in the figure). The forming energizing coil 9 is inserted into the inside. This insertion length may be approximately equal to or slightly longer than the protruding length of the end 1a. Subsequently, electric energy stored at a high voltage in an impact current generator (not shown) is instantaneously applied to the energizing coil 9 at a level of several tens of kJ (several hundred μF, several k to several tens of kV). A strong magnetic field for a short time (several hundred μsec) is formed on the end 1a side. Then, a strong force is generated in the end 1a in the circumferential direction indicated by the arrow in FIG. 3 due to the interaction between this magnetic field and the magnetic field generated by the eddy current flowing through the end 1a. As shown in FIG. 4, the flange 2 having a bowl-shaped curved surface is integrally formed at the end of the aluminum alloy hollow extruded material 1.
In addition, when the flange 2 is shape | molded at the both ends of the aluminum alloy hollow extrusion material 1, the flange 2 can also be electromagnetically formed simultaneously. In the above example, the flange 2 has a bowl shape. However, it is easy to form the flange 2 into another shape suitable for the mounting surface shape of the mounting portion by electromagnetic forming.
[0015]
FIG. 5A shows a bracketless type mounting portion structure in which protrusions 2a are formed at equal intervals on the flange 2 formed at the end of the aluminum alloy hollow extruded material 1. FIG.
As shown in FIG. 5B, the protrusion 2 a can be formed by using a split mold 6 in which a plurality of protrusions 8 a are formed on the molding surface 8. As described with reference to FIGS. 2 to 4, when electromagnetic forming is performed by inserting the energizing coil 9, the end portion 1 a protruding from the split mold 6 (indicated by a virtual line in FIG. 5B) expands. The flange 2 is formed by being pressed against the molding surface 8, and at the same time, the protrusion 2a is formed on the flange 2 corresponding to the protrusion 8a. The protrusion 2a can be used as a mark for punching a bolt hole, for example. That is, the formation of the protrusion 2a is a substitute for the center punch. When a concave portion is formed on the molding surface 8 of the split mold 6 instead of the projection 8a, the concave portion is formed on the flange 2.
Further, as disclosed in the specification and drawings attached to Japanese Patent Application No. 2002-357821 (particularly FIG. 5 (c)), if the molding surface 8 ring-shaped cutting blade of the mold 6 is formed, the flange 2 A punched hole (for example, for a bolt hole) can be formed simultaneously with electromagnetic forming.
[0016]
  The instrument panel reinforcement shown in FIG. 6 is a type in which a bracket is fixed to an end portion of an aluminum alloy hollow extruded material, a through hole 13 is formed in the bracket 12, and a round pipe-shaped aluminum alloy hollow extruded material 11 is formed in the through hole 13. And a flange 14 formed at the end andLocated inside the flange 14The bracket 12 is fixed with a bolt or the like. In addition, although 15 is a bolt hole for fastening the flange 14 and the bracket 12, both can also be fixed by other means, such as welding. Further, although not shown, the bracket 12 can be appropriately formed with a hole for fastening with another member.
[0017]
    FIG. 7 (a) shows an electromagnetic forming method of the flange 14. A mold 16 used for electromagnetic forming is a split mold as in FIG. 2, and a circular through hole 17 is formed at the center when closed. The side surface of the through hole 17 is a molding surface 18. The inner diameter of the through hole 17 is set to be substantially the same as the outer diameter of the aluminum alloy extruded material 11. After the end 11a (shown in phantom in FIG. 7A) of the aluminum alloy hollow extruded material 11 is projected through the through hole 17 for a predetermined distance, the energization for electromagnetic forming is performed from the end (the right side in the figure). The coil 19 is inserted inside. As described with reference to FIGS. 2 to 4, when the electromagnetic forming current coil 19 is energized to perform electromagnetic forming, the end 11 a protruding from the split mold 16 is expanded in diameter,The outer surface side (outer peripheral surface side)The flange 14 is formed by being pressed against the molding surface 18. The bracket 12 may be fitted to the aluminum alloy extruded material 11 from the other end after the flange 14 is formed, or may be fitted before the flange 14 is formed.
[0018]
  FIG. 7B shows another electromagnetic forming method of the flange 14. The bracket 12 is set in close contact with the mold 16, and the end 11 a of the aluminum alloy hollow extruded material 11 (see FIG. 7B). (Shown by an imaginary line) is passed through the through hole 17 and the through hole 13 and protruded by a predetermined distance. The other points are the same as in FIG. Subsequently, when electromagnetic forming is performed in the same manner as described above, the end portion 11a protruding from the split mold 16 is expanded in diameter,The outer surface side (outer peripheral surface side)The flange 14 is formed by being pressed against the outer surface 12 a of the bracket 12. In the case of this method, 12a of the bracket 12 functions as a molding surface. At the same time, in the through hole 13 of the bracket, the aluminum alloy hollow extruded material 11 is expanded in diameter and pressed against and closely adhered to the inner surface of the through hole 13 for the entire period.
[0019]
The instrument panel reinforcement shown in FIG. 8 is a type in which a bracket is fixed to an end portion of an aluminum alloy hollow extruded material, a fixing hole 23 is formed in the bracket 22, and an end portion of a round pipe-shaped aluminum alloy hollow extruded material 21. Passes through the fixing hole 23 and is expanded in diameter, and the bracket 22 is fitted and fixed to the end of the aluminum alloy hollow extruded material 21 in the fixing hole 23. More specifically, a portion located outside the fixing hole 23 at the end of the aluminum alloy hollow extruded material 21 is expanded in diameter to form a flange 24, and the flange 24 is formed on the outer surface 22 a (mounting surface) of the bracket 22. The portion 21b located inside the fixing hole 23 is enlarged in diameter and brought into close contact with the inner surface 23a of the fixing hole 23, and the portion 21c located inside the fixing hole 23 is enlarged in diameter. A portion 21 d is formed, and the step portion 21 d is in close contact with the inner side surface 22 b of the bracket 22. By fixing the flange 24 and the stepped portion 21d of the aluminum alloy hollow extruded material 21 to the outer side surface 22a and the inner side surface 22b of the bracket 22, the fixing in the vehicle width direction is surely performed.
A fastening hole 25 is formed in the bracket 22, and the bracket 22 is attached to a mounting portion of a vehicle body frame (not shown) with a bolt or the like using the hole 25.
[0020]
FIG. 9 shows an electromagnetic forming method for fixing the bracket 22 to the end portion of the aluminum alloy extruded material 21. The mold 26 used for electromagnetic forming is a split mold as in FIG. 2, and when closed, a circular through hole 27 is formed at the center, and the inner surface of the through hole 27 is a molding surface 28. The inner diameter of the through hole 27 is larger than the fixing hole 23 of the bracket 22.
As shown in FIG. 9A, the bracket 22 is set in close contact with the mold 26, and the end portions (21a to 21c) of the aluminum alloy hollow extruded material 21 are passed through the through holes 27 and the fixing holes 23, After protruding the tip (21a) by a predetermined distance, the electromagnetic forming energizing coil 29 is inserted into the inside from the end side (left side in the figure). This insertion length may be, for example, up to the middle position of the mold 26. Subsequently, when electromagnetic forming is performed in the same manner as described above, a strong force is generated in the peripheral direction indicated by the arrow in FIG. 9A at the end portions (21a to 21c) of the aluminum alloy hollow extruded material 21, and the end portions ( 21a to 21c) are expanded and pressed against the molding surface 28 of the mold 26, the inner surface 23a of the fixing hole 23 of the bracket 22, the outer surface 22a, and the inner surface 22b, and as shown in FIG. A bracket 22 is fitted and fixed to the end of the alloy hollow extruded material 21. In this case, the inner surface 23a, the outer surface 22a, and the inner surface 22b of the fixing hole 23 of the bracket 22 function as a molding surface.
[0021]
FIG. 10 is a view of the instrument panel reinforcement of the type shown in FIG. 8 in the form of a ring that bulges outward in the radial direction instead of the stepped portion 21d in the portion located inside the bracket 22 at the end of the aluminum alloy hollow extruded material 21. The overhang portion 21e is formed.
When the mold 26 and the bracket 22 are set apart from each other by a predetermined distance as shown in FIG. 10A, and the electromagnetic forming energizing coil 29 is energized, the aluminum alloy extruded material 21 projects into the gap between the mold 26 and the bracket 22, As shown in FIG. 10B, an overhang portion 21e is formed. The other points are the same as the instrument panel reinforcement shown in FIG. 8, and the portion 21 b located inside the fixing hole 23 of the bracket 22 expands in diameter and comes into close contact with the inner surface 23 a of the fixing hole 23. The flange 24 and the overhanging portion 21e of the aluminum alloy hollow extruded material 21 are engaged with the side surface 22a and the inner side surface 22b, so that the fixing in the vehicle width direction is reliably performed.
[0022]
FIG. 11 shows an instrument panel reinforcement of the type shown in FIG. 8 in which an inner surface 23a of the fixing hole 23 of the bracket 22 is formed with a key groove 23b extending in the vehicle width direction (a), and aluminum having an elliptical cross section. (B) using a hollow alloy extruded material 21 and a bracket 22 having an elliptical fixing hole is shown. The other points are substantially the same as the instrument panel reinforcement shown in FIG. In both cases, rotation of the aluminum alloy hollow extruded material 21 and the bracket 22 is prevented.
[0023]
FIG. 12 shows an instrument panel reinforcement of the type shown in FIG. 8 in which an annular groove 25a is formed on the inner surface 23a of the fixing hole 23 of the bracket 22 (a), a spiral groove 25b is formed (b), And the thing in which the level | step difference 25c was formed is shown.
The end of the round pipe-shaped aluminum alloy hollow extruded material 21 penetrates the fixing hole 23 and is expanded in diameter, and the bracket 22 is fitted and fixed to the end of the aluminum alloy hollow extruded material 21 in the fixing hole 23. ing. More specifically, a portion located outside the fixing hole 23 at the end of the aluminum alloy hollow extruded material 21 is expanded in diameter to form a flange 24, and the flange 24 is formed on the outer surface 22 a (mounting surface) of the bracket 22. The portion located inside the fixing hole 23 is expanded in diameter and is in close contact with the inner surface 23a of the fixing hole 23, where there are an annular protrusion 26a and a spiral 26b along the inner surface shape of the fixing hole. Alternatively, a step portion 26c is formed. The flange 24 of the aluminum alloy hollow extruded material 21 is engaged with the outer side surface 22a of the bracket 22, and the annular projections 26a, The helical shape 26b or the stepped portion 26c is engaged, and the vehicle width direction is reliably fixed.
[0024]
FIG. 13 shows an example of a hollow member in which the bracket 32 has two wall portions 32c and 32d in the vehicle width direction in the instrument panel reinforcement in which the bracket is fixed to the end portion of the aluminum alloy hollow extruded material. The bracket 32 is formed with a fixing hole 33 penetrating the walls 32c and 32d, and the end of the round pipe-shaped aluminum alloy hollow extruded material 31 passes through the fixing hole 33 and has a diameter increased. Is fitted and fixed to the end of the aluminum alloy hollow extruded material 31 in the fixing hole 33. More specifically, a portion located outside the fixing hole 33 at the end of the aluminum alloy hollow extruded material 31 is enlarged in diameter to form a flange 34, and the flange 34 is formed on the outer surface 32 a (mounting surface) of the bracket 32. The bulging portion 35 is formed in such a manner that the portion located inside the fixing hole 33 is enlarged in diameter, is in close contact with the wall portions 32c and 32d, and protrudes between the wall portions.
FIG. 14 shows an example of a hollow member in which the bracket 42 has three wall portions 42c, 42d, and 42d in the vehicle width direction.
[0025]
FIGS. 15 and 16 show an example in which the bracket is a hollow member, and shows that the bracket 52 is fitted and fixed to the end portion of the aluminum alloy extruded material 51. However, the fixing form is different from FIGS. 13 and 14. ing.
As shown in FIG. 15, the bracket 52 has two wall portions 52 c and 52 d in the vehicle width direction, the diameter of the portion located inside the bracket 52 at the end of the aluminum alloy extruded material 51 is increased, and the flange 54 is formed. The flange 54 is formed in close contact with the inner surface of the wall portion 52d of the bracket 52, and the portion located inside the wall portion 52d is in close contact with the mounting hole 53d opened in the wall portion 52d. A portion located inside 52d projects outward in the radial direction, and a ring-shaped projecting portion 51e is formed. By fixing the flange 54 of the aluminum alloy hollow extruded material 51 and the overhanging portion 51e to the inner surface and the outer surface of the wall portion 52d of the bracket 52, the fixing in the vehicle width direction is surely performed. The imaginary line indicates the arrangement of the electromagnetic forming energizing coil 59 during electromagnetic forming.
FIG. 16 similarly shows that the flange 54 and the overhanging portion 51e of the aluminum alloy hollow extruded material 51 are engaged with the inner surface and the outer surface of the wall portion 52d of the bracket 52. In this case, no hole is formed in the base 52c of the bracket, and therefore the electromagnetic forming coil 59 is inserted from the inside of the aluminum alloy extruded material 51.
[0026]
FIG. 17 shows an instrument panel reinforcement in which a bracket is fixed to the end portion of the aluminum alloy hollow extruded material, and the end portion of the aluminum alloy hollow extruded material is reduced in diameter by electromagnetic forming. Shows an example in which is fixedly fitted. A mounting shaft portion 63 is formed on the inner side in the vehicle width direction of the bracket 62, and an annular protrusion 63 a is formed on the outer periphery of the mounting shaft portion 63. An end portion of the aluminum alloy hollow extruded material 61 is fitted into the mounting shaft portion 63 and reduced in diameter so as to be in close contact with the outer peripheral surface of the mounting shaft portion 63, and an annular protrusion along the outer peripheral surface shape of the mounting shaft portion 63 there. 64 is formed.
In FIG. 17, the phantom lines indicate the arrangement of the aluminum alloy hollow extruded material before electromagnetic forming and the electromagnetic forming energizing coil at the time of electromagnetic forming.
[0027]
FIG. 18 shows an example in which not only the end portion of the aluminum alloy hollow extruded material but also the diameter of the intermediate portion is expanded by electromagnetic forming.
FIG. 18A is an instrument panel reinforcement of the type shown in FIG. 8 (a type in which the bracket 12 is fixed to the end of the aluminum alloy hollow extruded material 11), and the flat portions 75 and 76 are partially formed in the axial direction by electromagnetic forming. Is different from the instrument panel reinforcement shown in FIG. 8 (other points are the same). In the flat part 75, the entire circumference of the aluminum alloy hollow extruded material 11 is expanded to have a quadrangular cross section, and in the flat part 76, a part of the circumference of the aluminum alloy hollow extruded material 11 is expanded to form a flat surface there. ing. In order to form such flat portions 75 and 76 on the peripheral wall of the aluminum alloy hollow extruded material 11, an electromagnetic forming current-carrying coil is inserted into a predetermined position in the axial direction inside the aluminum alloy hollow extruded material 11, and at that position. A split mold for electromagnetic forming (a through hole having a desired shape is formed when closed) is placed around the aluminum alloy hollow extruded material 11, and electromagnetic forming is performed in the same manner as described above (for example, JP-A-6-31226). No. publication). The molded flat portions 75 and 76 are preferably used as attachment locations such as an attached pipe (a pipe that is attached to an instrument panel reinforcement and supports an instrument panel or a duct).
FIGS. 18B and 18C are obtained by enlarging the diameter of the intermediate portion of the instrument panel reinforcement of the type shown in FIG. 1 and expanding the diameter (c) into a cylindrical shape (b) or a rectangular tube shape. .
[0028]
  In the present invention, an aluminum alloy used for a tubular member such as instrument panel reinforcement is a good electrical conductor and is suitable for electromagnetic forming. This aluminum alloy is, for example, a JIS 6000 series or 7000 series aluminum alloy. In consideration of ease of molding, the tempering is electromagnetically formed with T1 or O specified in JIS H0001, and an aging treatment is performed as necessary after forming. Good. In consideration of the uniformity and ease of molding, the aluminum alloy hollow extruded material preferably has a circular cross section or an elliptical shape (including shapes close to it) (however, a cylindrical aluminum alloy hollow extruded material other than a circular or elliptical shape) The wall thickness is preferably 1.5 to 4 mm and the outer diameter is preferably about 20 to 100 mm. In the case of instrument panel reinforcement or a cross member, a length of about 1200 mm is used.The same applies to the reference example.
[0029]
  Although the present invention has been specifically described mainly by taking the instrument panel reinforcement as an example, the present invention is in exactly the same form, and other vehicle tubular members such as a cross member, a tower bar, an instrument panel reinforcement accessory pipe (one end is Pipes that are attached to instrument panel reinforcements to support instrument panels, ducts, etc.), seat frames, intake manifolds, mufflers, propeller shafts, steering columns, swing arms for motorcycles (including bicycles), seat frames for aircraft, chairs The present invention is also applied to other-use tubular members such as frames.The same applies to the reference example.
[0030]
【The invention's effect】
  According to the present invention, mounting of a bracket to the end of a tubular member attached to another member, such as an instrument panel reinforcement or a cross member, increases the number of parts, decreases the strength of the joint, and decreases accuracy due to distortion. It becomes easy to do without causing. Also,Reference exampleBracketless tubular memberin the case ofTherefore, the end mounting flange can be easily formed at low cost. Moreover, the end of the tubular member has an enlarged diameter.(Same for reduced diameter (reference example))By doing so, there is an advantage that the portion is work-hardened and the strength of the flange and the mounting strength of the bracket are improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an end perspective view (a) and an end cross-sectional view (b) of an instrument panel reinforcement.
FIG. 2 is a perspective view of an electromagnetic forming mold used in an electromagnetic forming process of an end flange.
FIG. 3 is a perspective view for explaining the electromagnetic forming step.
FIG. 4 is a perspective view for similarly explaining an electromagnetic forming step.
5A is an end perspective view of an instrument panel reinforcement having different end flanges, and FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating an electromagnetic forming method thereof.
FIG. 6 is an end cross-sectional view of an instrument panel reinforcement with a bracket.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the electromagnetic forming method.
FIG. 8 is a cross-sectional view (a) and a side view (b) of another instrument panel reinforcement with a bracket.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating an electromagnetic forming process for fixing a bracket to an end portion.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating another instrument panel reinforcement with a bracket and its electromagnetic forming step.
FIG. 11 is a side view of an instrument panel reinforcement in which different types of brackets are fixed.
FIG. 12 is an end cross-sectional view of an instrument panel reinforcement in which brackets of different forms are similarly fixed.
FIGS. 13A and 13B are an end perspective view (a) and a cross-sectional view (b) of an instrument panel reinforcement to which a hollow bracket is fixed.
FIG. 14 is an end perspective view (a) and a sectional view (b) of an instrument panel reinforcement to which another hollow bracket is fixed.
FIGS. 15A and 15B are an end perspective view (a) and a cross-sectional view (b) of an instrument panel reinforcement having different fixing forms of a hollow bracket.
FIG. 16 is a perspective view (a) and a cross-sectional view (b) of an end portion of an instrument panel reinforcement having different hollow bracket fixing forms.
FIG. 17 is an end cross-sectional view of another instrument panel reinforcement with a bracket.
FIG. 18 is a perspective view of an instrument panel reinforcement having an enlarged intermediate portion.
[Explanation of symbols]
1 Hollow extruded material
2 Mounting flange
3 Body frame
6 (6a-6d), 16 Electromagnetic mold
9, 19 Current-carrying coil for electromagnetic forming
12, 22, 32, 52 Bracket
13, 23, 33 Fixing hole
14, 24, 34 Flange
32c, 32d, 42c, 42d, 42d, 52c, 52d Wall
53 Shaft for mounting

Claims

It consists of a tubular aluminum alloy hollow extruded material with a single hollow section and a bracket fixed to its end, and the bracket has a mounting surface shape that fits the mounting part of other members and is fixed to the bracket A hole is formed, an end of the hollow extruded material passes through the fixing hole and has a diameter expanded by electromagnetic forming, and a portion of the end of the hollow extruded material positioned outside the fixing hole is A flange is formed by expanding the diameter, the flange engages with an outer surface of the bracket, and a portion of the end of the hollow extruded material located inside the fixing hole is expanded to increase the diameter of the fixing hole. A portion that is in close contact with the inner surface and that is located inside the fixing hole at the end of the hollow extruded material is expanded in diameter to form a stepped portion, and the stepped portion engages with the inner side surface of the bracket, The bracket in the fixing hole The bracket which is fixed to an end portion of the hollow extruded material, and wherein the flange has an outer surface side of a portion located outside the fixing hole at an end portion of the hollow extruded material, and an inner surface closely attached to a mold. The step is fixed to the bracket formed on the mold at a portion located inside the fixing hole at the end of the hollow extruded material. A tubular member attached to another member, wherein the tubular member is formed by pressing against an inner surface of a through hole having a diameter larger than that of the working hole.

The tubular member attached to another member according to claim 1 , wherein the tubular member is an instrument panel reinforcement.

Using a tubular aluminum alloy hollow extruded material having a single hollow section and a bracket having a mounting surface shape adapted to a fixing hole for the hollow extruded material and a mounting portion of another member, the hollow extruded material Electromagnetic molding in which an end is protruded a predetermined distance from the outer surface of the bracket through the through hole of the mold and the fixing hole of the bracket whose inner surface is in close contact with the mold, and is inserted into the hollow extruded material The end of the hollow extruded material is energized by energizing the coil and expanding the end by electromagnetic forming, thereby pressing the outer surface of the portion located outside the fixing hole against the outer surface of the bracket. And a portion located inside the fixing hole is in close contact with the inner surface of the fixing hole, and a portion located inside the fixing hole is larger than the fixing hole of the bracket. Diameter A method of manufacturing a tubular member attached to another member, wherein the step is formed by pressing against an inner surface of the through hole of the mold, and the bracket is fixed to an end of the hollow extruded material in the fixing hole. .

The said tubular member is the reinforcement for instrument panels, The manufacturing method of the tubular member attached to the other member described in Claim 3 characterized by the above-mentioned.