JP5177417B2

JP5177417B2 - バンパー構造体及びバンパー構造体の製造方法

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Publication number: JP5177417B2
Application number: JP2008292823A
Authority: JP
Inventors: 美速今村; 一茂堀口; 秀樹石飛; 成一橋本
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2028-11-14
Also published as: JP2010116129A

Description

本発明は、閉断面のアルミニウム合金押出材からなるバンパービームの左右両端部に前後方向に貫通する穴を形成し、前記穴に筒状のアルミニウム合金押出材からなるステイ素材を挿入して電磁成形により拡管し、前記穴の内周面に密着させて前記バンパービームに接合することにより製造したバンパー構造体及びその製造方法に関する。

特許文献１には、閉断面のアルミニウム合金押出材からなるバンパービームの左右両端部の前後壁に前後方向に貫通する穴を形成し、前記穴に筒状のアルミニウム合金押出材からなるステイ素材を挿入して電磁成形により拡管し、前記穴の内周面に密着させて前記バンパービームに接合し、バンパービームとバンパーステイからなるバンパー構造体を製造することが記載されている。

特許文献１において、例えば図５に示す方法では、ステイ素材として所定寸法に切断した筒状のアルミニウム合金押出材をそのまま用い、電磁成形により拡管してステイ素材をバンパービームに接合するとき同時に、ステイ素材の後端にサイドメンバの前端に固定される取付用フランジを成形している。また、例えば図６に示す方法では、所定寸法に切断したアルミニウム合金押出材を予め電磁成形により拡管して、後端にサイドメンバの前端に固定される取付用フランジを形成し、これをステイ素材としてバンパービームの前記穴に挿入し、再び電磁成形により拡管してバンパービームに接合している。
なお、本件明細書において、車両のフロント側、リア側に関わらず、衝突面側を前とし、その反対側を後とする。

特開２００４−２３７８１８号公報特開２００５−２６２２６１号公報特開平７−２５２９６号公報特開２０００−３３５３３３号公報特開２００３−１４６１５６号公報

アルミニウム合金押出材は断面形状及び断面内の肉厚配分を自由に設定できることから、バンパービームのアルミニウム合金押出材について、要求される衝突エネルギー吸収特性を充足する範囲内で、車体軽量化のため種々の断面形状が検討され、かつさらなる薄肉化が図られている。
しかし、バンパービームの前壁及び／又は後壁を薄肉化すると、特許文献１に記載された電磁成形による方法でステイ素材をバンパービームに接合したバンパー構造体の場合、バンパービームとバンパーステイの間で必要な接合力が確保できないという問題が生じる。これは、電磁成形によりステイ素材が瞬時に拡管してバンパービームの前壁及び外壁に形成された穴の内周面に強く打ち付けられたとき、その加圧力に対して穴周辺部の強度が不足するためである。

具体的に説明すると、ステイ素材の拡径に伴う加圧力に対し穴周辺部の強度が不足すると、その加圧力に負けて穴が広がったり、穴の周囲にシワが生じるなどのいびつな変形が生じ、あるいは特許文献２の図２０に示すように、穴周辺の前後壁が内側に寄せられるような撓み変形が生じる。このような損傷ともいえる変形が生じると、バンパービームに形成した穴の内周面とバンパーステイの外周面の密着が阻害され、前記のとおり、バンパービームとバンパーステイの間で必要な接合力が確保できない。

また、バンパービームとバンパーステイの接合は、バンパービームに形成した穴の内周面とバンパーステイの外周面が密着することに加え、図１８（ａ）に示すように、穴の前後においてバンパーステイが外径方向に張り出すことにより確実性を増す。しかし、バンパービームが導電性のよい材質、例えば６０００系アルミニウム合金からなる場合など、電磁成形の拡管力がバンパービームの穴周辺部に及び、このとき穴周辺部の強度が不足すると該穴周辺部がステイ素材と共に拡径してしまう。そのため、図１８（ｂ）に示すように穴周辺部がめくれたようにいびつに変形し、バンパーステイは全体として拡径する形になり、穴の内周面に密着しないだけでなく、図１８（ａ）に示すような張り出しも生じない。なお、図１８において、２Ａはステイ素材、２はバンパーステイ、４はバンパービームの前壁である。

本発明は、電磁成形を利用してバンパービームにステイ素材を接合して製造するバンパー構造体についてのこのような問題点に鑑みてなされたもので、バンパービームの前壁及び／又は外壁が薄肉化されていても、バンパービームとバンパーステイの間で必要な接合力が確保できるようにすることを目的とする。

本発明は、衝突面側の前壁と車体側の後壁及びこれらを接続する上下壁を有する閉断面のアルミニウム合金押出材からなり、その両端部の前後壁に前後方向に貫通する穴が形成されたバンパービームと、管状のアルミニウム合金押出材からなり、前記穴に挿入され電磁成形により拡管して前記穴の内周面に密着し前記バンパービームに接合されたバンパーステイからなるバンパー構造体に関し、前記バンパービームの両端部が前後方向に潰し加工されて前後壁が２枚重ねとなり、２枚重ねとなった前後壁に前記穴が形成され、かつその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。
なお、バンパービームの両端部を潰し加工すること自体（ただし、前後壁が２枚重ねとなっているとはいえない）は、例えば特許文献３〜５に記載がある。

本発明において、バンパービーム両端部の潰し加工はプレスにより前後壁が接触するまで行うことが望ましい。潰し加工された前後壁は２枚重ねの状態、すなわち密着状態又はそれに近い状態（多少の隙間は許容される）となり、その前後壁に対しあたかも１枚の板のように（より具体的には前後壁の間に中子等を設置しなくても）、片側からプレスによる穴開け及びバーリング加工が行えるようになる。そのためには、前記隙間はバーリング高さ（バーリング穴の深さ）の１／２程度以下であることが望ましい。

本発明において、バンパーステイはその前端が前記バーリング穴から前方に突出して外径方向に拡開し、かつバーリング穴の後方側で外径方向に張り出していることが望ましい。しかし、バーリング穴の場合は前後壁の板厚に比べて深さがあり、かつ前方側に向かって拡開しているので、バーリング穴の内周面に拡管したバンパーステイ素材の前端部が密着していると、接触面積が大きく、かつバンパーステイの前端部がバーリング穴の内周面に沿って放射方向に拡開しているので、仮にバンパーステイの前端が穴の前方側に突出していなくても、バンパービームに対するバンパーステイの固定は確保される。

本発明において、バンパービームは例えば次のような具体的な形態をとることができる。
（１）バンパービームの両端部の潰し加工された箇所は、上下壁の内側が潰し加工されている。この場合、２枚重ねとなった前後壁の上下には主として前記上下壁からなる潰れ残りが生じる。この潰れ残りは２枚重ねとなった前後壁の両端を補強するリブとして機能する（リブ状部という）。この場合、潰し加工は例えば後壁側から前壁側に向けて行われ、潰し加工された箇所の断面が、前記リブ状部と２枚重ねとなった前後壁により、全体として後方側が開口した溝形をなしている。さらにこの場合、前記バンパービームのアルミニウム合金押出材が、前壁の中央部に前方へ突出するビード部が形成されて全体として略凸形状の閉断面を有し、前記穴がビード部を上下に超える大きさを有する。
（２）前記リブ状部が中空断面である。
（３）前後壁の少なくともバーリング穴が形成される箇所において、前壁の板厚が後壁の板厚より厚く形成されている。

本発明に係るバンパー構造体は、衝突面側の前壁と車体側の後壁及びこれらを接続する上下壁を有する閉断面のアルミニウム合金押出材からなるバンパービームの両端部を前後方向に潰し加工し、潰し加工して２枚重ねとした前後壁に穴開けし、かつ前方側からバーリング加工してバーリング穴を形成し、前記バーリング穴に管状のアルミニウム合金押出材からなるステイ素材を挿入して前端を前記バーリング穴から突出させ、前記ステイ素材を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させ、前記バーリング穴から突出した前端を外径方向に拡開し、かつバーリング穴の後方側を外径方向に張り出させ、これにより前記ステイ素材をバンパービームに接合し、製造することができる。

本発明によれば、電磁成形を利用してバンパービームとバンパーステイを接合したバンパー構造体において、バンパービームの前壁及び／又は後壁が薄肉化されていても、前後壁が２枚重ねの状態となって実質的に厚肉化され、さらに前後壁に形成される穴がバーリング穴であるので、穴周辺部が強化され、電磁成形時に穴及び穴周辺部の強度不足に基づく損傷ともいえる変形が防止され、穴の内周面にバンパーステイの外周面が密着し、バンパービームとバンパーステイの間で必要な接合力を確保することができる。また、本発明において、バンパーステイの前端が前記バーリング穴から前方に突出して外径方向に拡開し、かつバーリング穴の後方側で外径方向に張り出している場合、バンパービームとバンパーステイの接合がより確実性を増す。
なお、潰し加工した端部において前後壁が２枚重ねの状態となっていることにより、前後壁に対しあたかも１枚の板のように、前後壁の間に中子等を設置しなくても片側からプレスによる穴開け、さらにはバーリング加工が行える利点がある。

バンパービームの潰し加工された箇所は、断面の縮小に伴って断面剛性が低下するが、２枚重ねとなった前後壁の上下にリブ状部が形成されている場合、前記リブ状部が断面剛性の低下を防止する役割を有する。前記リブ状部が中空断面の場合、より効果が大きい。また、バーリング加工により形成された穴フランジ（筒状部）により潰し加工された断面が強化される。このため、潰し加工された箇所の剛性の低下はそれほど大きくなく、衝突時にバンパービームにねじれなどは生じにくい。

潰し加工が後壁側から前壁側に向けて行われ、潰し加工された箇所の断面が、前記リブ状部と２枚重ねとなった前後壁により、全体として後方側が開口した溝形をなす場合、バンパーステイの圧壊長さを大きくとれる利点がある。そして、バンパービームとして前記略凸形状の断面を有するアルミニウム合金押出材を用いた場合、ビード部の高さ分だけバンパーカバーからバンパービームまでの空走距離が短縮される効果のほか、潰し加工した前後壁に前記ビード部を上下に超える大きさのバーリング穴を形成すると、バンパーステイの前端の拡開部が前記ビード部に係合して回り止めとなる効果があり、バンパービームとバンパーステイの接合がより強固となる。

まず、図１〜図７を参照し、本発明に係るバンパー構造体の例を具体的に説明する。
図１に示すバンパー構造体１は、図２に示す閉断面形状を有するアルミニウム合金押出材からなるバンパービーム２と、円筒状のアルミニウム合金押出材からなり前記バンパービーム２の左右両端に接合されたバンパーステイ３からなる。
バンパービーム２を構成するアルミニウム合金押出材の断面は、図２に示すように、衝突面側の前壁４と、車体側の後壁５と、前壁４及び後壁５を接続する上壁６及び下壁７からなり、断面全体として略矩形をなし、前壁４の大部分と後壁５はかなり薄肉化されている。

バンパービーム２は、車幅方向の中央部が車幅方向に平行で、両端部が後方側（車体側）に曲げられて傾斜し、傾斜した端部の大部分がプレス加工により前後方向に潰し加工されている。この潰し加工は、後方側（車体側）から前方側（衝突側）に向かって、後壁５が前壁４の背面に接触するまで行われている。すなわち、前壁４側は潰し加工前と位置を変えることなく、後壁５側のみが潰し加工により前方側に押しやられている。潰し加工された箇所では、図３の端面図に示すように、上下方向のほぼ全幅にわたり、前壁４と後壁５が密着状態の２枚重ねとなっている。

この潰し加工は、例えば図２に仮想線で付記しているように、前壁４の前面側形状に対応する受け面を有する下金型８上に、前壁４側を下向きにしてバンパービーム２を置き、前壁４及び後壁５の上下幅よりやや狭幅で、前壁４に後壁５を密着させたときの後壁５の背面側形状に対応する型打ち面を有する上金型９を下降（白抜き矢印参照）させ、後壁５を上壁６と下壁７の間に押し込むことで行われる。
この潰し加工は上壁６と下壁７の内側に行われているため、図３に示すように、上壁６と下壁７は上下にやや広がった状態で潰れ残り、２枚重ねとなった前壁４と後壁５の上下に、主として上壁６により構成されるリブ状部１１と、主として下壁７により構成されるリブ状部１２が形成されている。２枚重ねとなった前壁４と後壁５、及び上下のリブ状部１１，１２により、バンパービーム２の潰し加工された箇所は、全体として後方側が開口した溝形をなす。また、各リブ状部１１，１２は中空断面を有している。
なお、図１に示すように、前壁４と後壁５が２枚重ねとされた箇所と潰し加工されていない箇所の間には、潰し加工の程度が変化する遷移領域が存在する。

バンパービーム２の両端部の潰し加工されて２枚重ねとされた箇所に、プレス打抜きにより前方側又は後方側から穴開けが行われ、前壁４及び後壁５を前後方向に貫通する穴が形成され、さらにこの穴に対し前方側からバーリング加工が行われる。この箇所では前壁４と後壁５が密着状態であるため、あたかも１枚の板のように、片側からプレスによる穴開け及びバーリング加工を行うことができる。なお、このような穴開け及びバーリング加工を行う場合に、前壁４と後壁５は密着していることが望ましいが、両壁間に多少の隙間は許容される（潰し加工後のスプリングバックにより隙間ができることもある）。要は、片側から穴開け及びバーリング加工が特に支障なくできる程度の隙間であれば許容されるということである。本発明ではこのような前壁４及び後壁５の配置状態を２枚重ねの状態と表現している。

図４及び図５に示すように、形成されたバーリング穴１３は前壁４及び後壁５を前後方向に貫通し、バーリング穴１３の縁に前方側に向かって拡開する穴フランジ１４（筒状部）が形成されている。穴フランジ１４は前壁４と後壁５により構成され、前壁４と後壁５が密着して一体化している。もし前記隙間が大きすぎると、バーリング加工時に図示しないポンチに前壁４がかじりやすく、バーリング加工後に前記ポンチを引き抜くとき、該ポンチにかじった前壁４が連れ抜きされ、そうなると穴フランジ１４において前壁４が後壁５から分離し、また穴フランジ１４の周囲において前壁４に変形（形状の崩れ）が生じる。しかし、前記隙間が図４に示すバーリング高さｈ（バーリング穴の深さ）の１／２程度以下であれば、特に支障なく穴開け及びバーリング加工が可能である。

また、２枚重ねとされた前壁４及び後壁５の板厚によって、バーリング加工により成形できるバーリング穴の精度に違いが生じる。本発明者らが、１．２ｍｍｔの板と１．３ｍｍｔの板を密着状態に重ねて穴開けし、１．３ｍｍｔの板の側からバーリング加工すると、バーリング穴の肩部の曲率（図４の矢印Ｒ参照）が比較的小さくても支障なくバーリング穴が形成され、穴フランジにおいて両板は密着して一体化していた。しかし、逆に１．２ｍｍｔの板の側からバーリング加工すると、バーリング穴の肩部の曲率が小さい場合は前記ポンチとのかじりが出て、バーリング加工後に前記ポンチを引き抜くとき、前記ポンチにかじった１．２ｍｍｔの板が連れ抜きされ、その結果、穴フランジにおいて両板の間に隙間が生じた。

このかじりはバーリング穴の肩部の曲率を大きくすることで解消できる。しかし、本発明に係るバンパー構造体の場合、電磁成形によりバンパーステイをバーリング穴の内周面に密着させ、さらにはバーリング穴から突出する前端を拡開させるため、バーリング穴の肩部の曲率が大きくなるほど、電磁成形の投入エネルギーをアップして拡管率を高くする必要性が出てくる。従って、前壁４及び後壁５の少なくともバーリング穴が形成される箇所において、前壁４の板厚を後壁５の板厚より厚く設定することが望ましい。
なお、前壁４及び後壁５が薄肉の場合、テーパの付いたポンチを用いてバーリング加工を行うと、形成された穴フランジに外向きの湾曲（カーリング）が生じる場合がある。本発明でいうバーリング穴には、このようなものも含まれる。

バンパーステイ３は、円筒状のアルミニウム合金押出材からなり、車体前後方向に向く軸部１５が略円形断面を有し、軸部１５の後端に図示しないサイドメンバの前端に固定される取付用フランジ１６が車体前後方向に対して垂直に形成されている。
図６，７に示すように、軸部１５の前方部分（接合に関与する部分）は、バーリング穴１３に挿入され電磁成形により拡管してバーリング穴１３の内周面に密着する密着部１７（前方側が拡開している）と、バーリング穴１３の前方に突出して前壁４の前面に沿って拡開する前端部１８と、バーリング穴１３の後端の後方側において外径方向に張り出した張り出し部１９からなる。このように、バンパーステイ３の軸部１５（特に前方部分）は、バーリング穴１３の内周面に密着するとともに、バーリング穴１３の前後で外径方向に張り出し、バンパービーム２に強固に接合されている。

バンパービーム２とバンパーステイ３の電磁成形による接合は、特許文献１に記載された方法とほぼ同じ要領で行うことができる。その一例を説明すると、まず、円筒状のアルミニウム合金押出材を切断して、前端がバンパービーム２の端部の傾斜と同角度で傾斜し、後端が軸方向に垂直とされた所定寸法のステイ素材（図示せず）を作成し、このステイ素材の前方部分をバンパービーム２のバーリング穴１３に挿入し、前端をバーリング穴１３より所定距離前方に突出させ、一方、前記ステイ素材のバーリング穴１３より後方部分を適宜前記ステイ素材の外径より大きい内径の分割金型で包囲し、かつ前記ステイ素材の後端部分を前記分割金型の端面（取付用フランジ１６の成形面）から所定距離後方側に突出させる。

続いて前記ステイ素材の中空内部に図示しない電磁成形用コイルを挿入し、該電磁成形用コイルに瞬間大電流を流し、前記ステイ素材の全長に対し電磁成形による拡管を行う。
この電磁成形により、前記ステイ素材が拡管し、図６，７に示すように、バーリング穴１３の内側に位置する部分がバーリング穴１３の内周面に密着し、バーリング穴１３の前方に突出していた前端が拡開し、バーリング穴１３の後方部分が外径方向に張り出し、後端部分が拡開し前記分割金型の端面に打ち当たって取付用フランジ１６が成形される。これにより前記ステイ素材がバンパービーム２に接合されるとともに、バンパーステイ３が成形される。必要に応じて、成形された取付用フランジ１６をプレス加工して、所望の形状に整形（例えば背面側（サイドメンバへの取付側）を平面化するなど）することもできる。

なお、図６，７に示す電磁成形後の穴フランジ１４は、図４，５に示す電磁成形前の穴フランジ１４と比べて、後方側（先端側）が外径方向に広がっている。この穴フランジ１４の外径方向への広がりは、電磁成形で拡管したバンパーステイ３の加圧力によるもので、これによりバンパーステイ３の前記張り出し部１９が外径方向により張り出しやすく、かつ弾性変形した穴フランジ１４から内向きの反力がバンパーステイ３の前記密着部１７に掛かり、バンパーステイ３とバンパービーム２の接合性が向上する。

続いて、図８〜図１４を参照し、本発明に係る別のバンパー構造体の例を説明する。なお、図８〜図１４のバンパー構造体において、図１〜７に示すバンパー構造体と本質的に同じ部位には同じ番号を付与している。
図８に示すバンパー構造体１は、図９に示す閉断面形状を有するアルミニウム合金押出材からなるバンパービーム２と、円筒状のアルミニウム合金押出材からなり前記バンパービーム２の左右両端に接合されたバンパーステイ３からなる。
バンパービーム２を構成するアルミニウム合金押出材の断面は、図９に示すように、衝突面側の前壁４と、車体側の後壁５と、前壁４及び後壁５を接続する上壁６及び下壁７からなり、前壁４の中央部に前面側に突出するビード４ａが形成され、閉断面全体として略凸形状をなし、前壁４のビード４ａ及びその上下の所定幅の部分と、後壁５の中央部はかなり薄肉化されている。

バンパービーム２は、車幅方向の中央部が車幅方向に平行で、両端部が後方側（車体側）に曲げられて傾斜し、傾斜した端部の大部分がプレス加工により前後方向に潰し加工されている。この潰し加工は、図１〜７に示すバンパー構造体のバンパービーム２と同様に、後方側（車体側）から前方側（衝突側）に向かって、後壁５が前壁４の背面に接触するまで行われる。すなわち、前壁４側は潰し加工前と位置を変えることなく、後壁５側のみが潰し加工により前方側に押しやられている。潰し加工された箇所では、図１０の端面図に示すように、上下方向のほぼ全幅にわたり前壁４と後壁５が密着状態の２枚重ねとなり、２枚重ねとなった前壁４と後壁５の上下に、主として上壁６により構成されるリブ状部１１と、主として下壁７により構成されるリブ状部１２が形成されている。２枚重ねとなった前壁４と後壁５、及び上下のリブ状部１１，１２により、バンパービーム２の潰し加工された箇所は、全体として後方側が開口した溝形をなす。また、各リブ状部１１，１２は中空断面を有している。なお、図８に示すように、前壁４と後壁５が２枚重ねとされた箇所と潰し加工されていない箇所の間には、潰し加工の程度が変化する遷移領域が存在する。

バンパービーム２の両端部の潰し加工されて２枚重ねとされた箇所に、プレス打抜きにより前方側又は後方側から穴開けが行われ、前壁４及び後壁５を前後方向に貫通する穴が形成され、さらにこの穴に対し前方側からバーリング加工が行われる。
図１１及び図１２に示すように、形成されたバーリング穴１３は前壁４及び後壁５を前後方向に貫通し、前記ビード４ａを上下に超える径を有し、バーリング穴１３の縁に前方側に向かって拡開する穴フランジ１４が形成されている。穴フランジ１４は前壁４と後壁５により構成され、前壁４と後壁５が密着して一体化している。
穴フランジ１４の後端はほぼ同一平面内にあり、バーリング穴１３の深さ（前後方向幅）は、前壁４のビード４ａに掛かる部分で大きく、平坦部４ｂに掛かる部分（ビード４ａの上下）で小さくなっている。

バンパーステイ３は、円筒状のアルミニウム合金押出材からなり、車体前後方向に向く軸部１５が略円形断面を有し、軸部１５の後端に図示しないサイドメンバの前端に固定される取付用フランジ１５が車体前後方向に対して垂直に形成されている。
図１３，１４に示すように、軸部１５の前方部分（接合に関与する部分）は、前記バーリング穴１３に挿入され電磁成形により拡管してバーリング穴１３の内周面に密着する密着部１７（前方側が拡開している）と、バーリング穴１３の前方に突出し前壁４の前面に沿って拡開する前端部１８と、バーリング穴１３の後端の後方側において外径方向に張り出した張り出し部１９からなる。このように、バンパーステイ３の軸部１５（特に前方部分）は、バーリング穴１３の内周面に密着するとともに、バーリング穴１３の前後で外径方向に張り出し、バンパービーム２に強固に接合されている。
図８〜１４に示すバンパー構造体も、図１〜７に示すバンパー構造体と同様の方法で製造することができる。

図１５はバンパー構造体のさらに他の例を示すものである。なお、図１５のバンパー構造体において、図８〜１４に示すバンパー構造体と本質的に同じ部位には同じ番号を付与している。
図１５のバンパー構造体は、図８〜１４に示すバンパー構造体とは、バンパーステイ３の軸部１５の前方部分が、バーリング穴１３がバンパービーム２のビード４ａに掛かっている箇所において、前記バーリング穴１３から突出していない点のみで異なる。この例でも、バーリング穴１３がビード４ａより一段低い平坦部４ｂ（図１１，１２参照）に掛かっている箇所においては、軸部１５の前端は前記バーリング穴１３より前方に突出し、前壁４の前面に沿って拡開している。
このバンパー構造体の場合、バンパーステイ３の前端がバンパービーム２の最も前面（前壁４のビーム４ａの前面）より後方に位置することから、衝突時のバンパーカバーへの加害性が確実に改善される（図１８（ａ）のように前端が鋭角に突出する場合と比較すれば、バンパーカバーへの加害性が改善されることは明確）。

なお、本発明に係るバンパー構造体及びその製造方法は、上記の例に限定されるものではなく、例えば下記のように種々の他の形態を取り得る。
（１）上記の例では、バンパービームの潰し加工は、後方側から前方側に向かって行われたが、これはバンパービームのレイアウトの基準が衝突面（前壁）であったためであり、これによりバンパーステイ３の圧壊長さを大きくとれる利点があるが、場合によっては前方側から後方側に向けて潰し加工したり、両方から潰し加工することもあり得る。

（２）上記の例では、円筒状のアルミニウム合金押出材を単に切断しただけのステイ素材を電磁成形で拡管して、バンパービーム２との接合とバンパーステイ３の成形（特に後端に取付用フランジを成形）を同時に行ったが、まず前記ステイ素材の前方部分（接合に関与する部分）のみを電磁成形で拡管してバンパービーム２に接合し、続いてステイ素材の後端部分を電磁成形で拡管して、後端に取付用フランジ１４を成形する。必要に応じて、さらに取付用フランジ１４をプレス加工して、必要形状に整形（例えば背面側（サイドメンバへの取付側）を平面化するなど）することもできる。なお、ステイ素材とバンパービーム２の接合のためだけであれば、同時に取付用フランジ１４を成形する場合に比べて、電磁成形による拡管の成形力を低減することが可能である。

（３）また、図８〜１４に示すバンパー構造体の製造に際し（ただし、これに限定されるわけではない）、円筒状のアルミニウム合金押出材を切断して得たステイ素材の前端部を電磁成形により拡管して、図１６に示すように、バンパービーム２のバーリング穴１３の内周面及び前壁４の前面（バーリング穴１３の近傍のみ）にほぼ合致する形状の拡開部２１（２１ａはバンパービーム２のビード４ａに対応する箇所）を有する第２ステイ素材２２を予め形成しておき（成形方法は例えば特開２００４−０４２０６６号公報参照）、この第２ステイ素材２２をバンパービーム２の前方側からバーリング穴１３に挿入し、拡開部２１を前壁４の前面に当て、電磁成形により拡管してバンパービーム２に接合することもできる。前記ステイ素材から第２ステイ素材２２を成形する場合に、電磁成形後必要に応じて拡開部２１をプレス加工し、必要形状に整形することもできる。なお、取付用フランジ１６は、接合と同時に成形してもよいし、接合後に別途電磁成形で拡管して成形してもよい。

（４）また、図８〜１４に示すバンパー構造体の製造に際し（ただし、これに限定されるわけではない）、円筒状のアルミニウム合金押出材を前記のように切断して得たステイ素材の前方部分を残して電磁成形により拡管し、図１７に示すように、未拡管の小径部２３と、大径部２４及び後端部の取付用フランジ１６からなる第２ステイ素材２５を成形し、この第２ステイ素材２３をバンパービーム２の後方側からバーリング穴１１に挿入し、前方部分を電磁成形により拡管してバンパービーム２に接合する。第２ステイ素材２３を成形する場合に、電磁成形後必要に応じて取付用フランジ１６をプレス加工し、必要形状に整形することもできる。接合時の電磁成形では、ステイ素材の前方部分のみ拡管すればよいので、電磁成形による拡管の成形力を低減することができる。

なお、バンパー構造体には、一般に、取付用フランジ１６をサイドメンバに固定するためのボルト穴や、取付用フランジ１６をサイドメンバにボルト締めする際に利用する作業穴が形成されるが、以上の説明及び図面では省略した。必要であれば、製造工程の適宜の段階で取付用フランジ１６に複数個のボルト穴を形成し、バンパービーム２の端部（バーリング穴１３の近傍）に対応する作業穴を形成すればよい。

本発明に係るバンパー構造体の平面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図１のＢ−Ｂ端面図である。図１に示すバンパー構造体のバンパービームのＣ−Ｃ断面図（バンパーステイ接合前）である。図１に示すバンパー構造体のバンパービームの端部平面断面図（バンパーステイ接合前）である。図１のＤ−Ｄ矢視断面図である。図１に示すバンパー構造体の端部平面断面図である。本発明に係る別のバンパー構造体の平面図である。図８のＥ−Ｅ断面図である。図８のＦ−Ｆ端面図である。図８に示すバンパー構造体のバンパービームのＧ−Ｇ断面図（バンパーステイ接合前）である。図８に示すバンパー構造体のバンパービームの斜視断面図である。図８のＨ−Ｈ矢視断面図である。図８に示すバンパー構造体の端部平面断面図である。本発明に係るさらに別のバンパー構造体の端部平面断面図である。本発明に係るバンパー構造体の製造に使用するステイ素材の斜視断面図である。本発明に係るバンパー構造体の別の製造方法に使用するステイ素材及びバンパービームの平面断面図である。従来のバンパー構造体の問題点を説明する断面図である。

符号の説明

１バンパー構造体
２バンパービーム
３バンパーステイ
４バンパービームの前壁
５同後壁
６同上壁
７同下壁
１１，１２リブ状部
１３バーリング穴
１４穴フランジ
１６取付用フランジ

Claims

衝突面側の前壁と車体側の後壁及びこれらを接続する上下壁を有する閉断面のアルミニウム合金押出材からなり、その両端部の前後壁に前後方向に貫通する穴が形成されたバンパービームと、管状のアルミニウム合金押出材からなり、前記穴に挿入され電磁成形により拡管して前記穴の内周面に密着し前記バンパービームに接合されたバンパーステイからなるバンパー構造体であり、前記バンパービームの両端部が前後方向に潰し加工されて前後壁が２枚重ねとなり、２枚重ねとなった前後壁に前記穴が形成され、かつその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バンパー構造体。
前記バンパーステイは、その前端が前記バーリング穴から前方に突出して外径方向に拡開し、かつバーリング穴の後方側で外径方向に張り出していることを特徴とする請求項１に記載されたバンパー構造体。
前記バンパービームの両端部の潰し加工された箇所は、前記上下壁の内側が潰し加工され、２枚重ねとなった前後壁の上下に主として前記上下壁からなるリブ状部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載されたバンパー構造体。
前記潰し加工は後壁側から前壁側に向けて行われ、前記潰し加工された箇所は、２枚重ねとなった前後壁と上下のリブ状部により、全体として後方側が開口した溝形をなすことを特徴とする請求項３に記載されたバンパー構造体。
前記バンパービームのアルミニウム合金押出材は、前壁の中央部に前方へ突出するビード部が形成されて全体として略凸形状の閉断面を有し、前記穴は前記ビード部を上下に超える大きさを有することを特徴とする請求項４に記載されたバンパー構造体。
前記リブ状部が中空断面を有することを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載されたバンパー構造体。
前後壁の少なくともバーリング穴が形成される箇所において前壁の板厚が後壁の板厚より厚いことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載されたバンパー構造体。
衝突面側の前壁と車体側の後壁及びこれらを接続する上下壁を有する閉断面のアルミニウム合金押出材からなるバンパービームの両端部を前後方向に潰し加工し、潰し加工して２枚重ねとした前後壁に穴開けし、かつ前方側からバーリング加工してバーリング穴を形成し、前記バーリング穴に管状のアルミニウム合金押出材からなるステイ素材を挿入して前端を前記バーリング穴から突出させ、前記ステイ素材を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させ、前記バーリング穴から突出した前端を外径方向に拡開し、かつバーリング穴の後方側を外径方向に張り出させ、前記バンパービームに接合することを特徴とするバンパー構造体の製造方法。
前記潰し加工は前記上下壁の内側を潰し加工するもので、これにより２枚重ねとなった前後壁の上下に主として前記上下壁からなるリブ状部が形成されることを特徴とする請求項８に記載されたバンパー構造体の製造方法。
前記潰し加工は後壁側から前壁側に向けて行われ、これにより潰し加工された箇所は前記リブ状部と２枚重ねとなった前後壁により全体として後方側が開口した溝形をなすことを特徴とする請求項９に記載されたバンパー構造体の製造方法。
前記リブ状部が中空断面であることを特徴とする請求項９又は１０に記載されたバンパー構造体の製造方法。