JP5322882B2

JP5322882B2 - バンパーステイの製造方法及びステイ付きバンパーの製造方法

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Publication number: JP5322882B2
Application number: JP2009236614A
Authority: JP
Inventors: 成一橋本; 秀樹石飛; 恒武津吉
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2009-10-13
Filing date: 2009-10-13
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2029-10-13
Also published as: JP2011084110A

Description

本発明は、衝突時の高荷重付加時に圧壊の起点となる変形部が中空の軸部に形成されたバンパーステイの製造方法、及びそのようなバンパーステイを有するステイ付きバンパー（バンパーリインフォースとバンパーステイの組み合わせ）の製造方法に関する。

特許文献１，２には、押出材等のアルミニウム合金中空材を電磁成形用金型（分割型）の貫通穴内に通し、中空材の一方又は両方の端部を金型の端面から所定長さ突出させ、続いて中空材を全長にわたり電磁成形により拡径（拡管）し、これにより、金型端面から突出していた端部周壁を外径方向に拡開し金型の端面に押圧して、中空材の一方又は両方の端部に他部材（バンパーリインフォース又はサイドメンバ）への取付部となるフランジを形成する、バンパーステイの製造方法が記載されている。

特許文献３には、貫通穴を有する電磁成形用金型の一方又は両方の端面に、穴が形成された板状のフランジ部材をセットし、アルミニウム合金中空材を貫通穴内に通し、かつ中空材の端部を金型の端面から突出させてフランジ部材の穴に嵌挿し、続いて中空材を全長にわたり電磁成形により拡径し、これにより、中空材の端部をフランジ部材の穴の内周面に密着させて、中空材の端部に他部材への取付部となるフランジ部材を接合するバンパーステイの製造方法が記載されている。中空材の一方の端部にのみフランジ部材を接合する場合、他方の端部を金型の端面から所定長さ突出させ、電磁成形時に金型端面から突出していた端部周壁を外径方向に拡開し、そこにフランジを一体形成することも記載されている。

特許文献４には、アルミニウム合金中空材を電磁成形用金型の貫通穴に通し、中空材の一方の端部（前方側）を金型の一方の端面から所定長さ突出させ、バンパーリインフォースの後壁又は／及び前壁に形成した穴に嵌挿し、続いて中空材を電磁成形により拡径し、これにより、中空材の前記端部をバンパーリインフォースの後壁又は／及び前壁に形成した穴の内周面に密着させて、中空材端部をバンパーリインフォースに接合するステイ付きバンパーの製造方法が記載されている。この場合、中空材の他方の端部（後方側）を金型の他方の端面から所定長さ突出させ、電磁成形時に金型端面から突出していた端部周壁を外径方向に拡開し、そこにフランジを一体形成すること（バンパーステイの同時成形）も記載されている。

特許文献５には、電磁成形用金型の貫通穴の内周面の一部に、隙間状成形面、凹部成形面、又は先端にリング状突起部を備えた隙間状成形面を形成し、アルミニウム合金中空材を前記貫通穴内に通し、中空材の両方の端部を金型の端面から所定長さ突出させ、続いて中空材を全長にわたり電磁成形により拡径し、中空材の両端部にフランジを形成すると同時に、拡径した軸部に大荷重時の圧壊（蛇腹状変形）の起点となる変形部（凸部、穴）を形成する、バンパーステイの製造方法が記載されている。また、具体的な記載はないが、電磁成形により縮径することや、凹部を形成することについても言及されている。

特開２００４−４２０６６号公報特開２００４−１８９０６２号公報特開２００５−１５２９２０号公報特開２００４−２３７８１８号公報特開２００４−１８９０６３号公報

近年、衝突安全基準の強化に従い、自動車用バンパーステイにも、高いエネルギー吸収性能が要求されるようになってきた。特に、オフセットバリア衝突では、バンパーリインフォースの片側に偏心して衝突荷重が加わる。このため、バンパリインフォースの背面に取り付けられたバンパーステイについても、オフセットバリア衝突に対応しうる強度やエネルギー吸収などの特性の調整が必要となる。この強度特性の調整とは、所定の荷重制限以下で変形し、限られた変形ストロークの中で効率よく衝突エネルギを吸収することである。

バンパーステイのエネルギー吸収効率は、荷重−ストローク線図において、吸収エネルギーをＥとし、最大荷重をＰmax、ストロークをＳとしたとき、Ｅ／（Ｐmax×Ｓ）×１００（％）で定義される。従って、同じ吸収エネルギーＥであれば、最大荷重Ｐｍａｘが小さいほど、エネルギー吸収効率が高いとされる。
このため、例えば特許文献５のように、衝突時に大荷重が負荷されたとき圧壊の起点となる変形部をバンパーステイに形成し、初期最大荷重のピークを抑えることが提案されている。

特許文献５に記載されたバンパーステイの製造方法は、アルミニウム合金中空材を電磁成形により拡径し、端部に取付用のフランジを形成するとき同時に、軸部に圧壊の起点となる変形部を形成することができる点で、バンパーステイの製造工程を簡略化でき、効率的である。一方、同文献には、前記変形部が圧壊強度を補強する役割を有するとも記載されている。これは、電磁成形により変形部に大きい歪みが発生して加工硬化し、該部の材料強度が上昇し、トータルとしてバンパーステイの圧壊強度が向上するという意味と考えられるが、変形部の材料強度が上昇することは、変形部を圧壊の起点として初期最大荷重のピークを抑えるとの観点からは好ましいとはいえない。

本発明の目的は、アルミニウム合金中空材に対し電磁成形を適用して、縦圧壊型のアルミニウム合金製バンパーステイを製造するにあたり、初期最大荷重のピークをより効果的に抑えることができる変形部を同時形成することを目的とする。

本発明（請求項１）は、電磁成形用金型の貫通穴内に配置したアルミニウム合金中空材の一方又は両方の端部を前記金型の端面から所定長さ突出させ、前記中空材を電磁成形により拡径し、前記端部周壁を拡開して前記中空材の端部に他部材への取付部となるフランジを形成するバンパーステイの製造方法（特許文献１，２参照）において、前記電磁成形用金型が前記貫通穴の内周面に内向きの突起が形成されたものであり、前記中空材を電磁成形により拡径して前記内周面に密着させる一方、前記突起に対応する箇所の拡径を前記突起により妨げ、これにより前記中空材の周壁の成形を行うと同時に、前記周壁の一部に荷重付加時に圧壊の起点となる凹部を形成することを特徴とする。

本発明（請求項２）は、電磁成形用金型の貫通穴内に配置したアルミニウム合金中空材の一方又は両方の端部を前記金型の端面から所定長さ突出させて、所定位置に設置した板状のフランジ部材の穴に嵌挿し、前記中空材を電磁成形により拡径し、前記端部を前記フランジ部材の穴の内周面に密着させて、前記中空材の端部に他部材への取付部となる前記フランジ部材を接合するバンパーステイの製造方法（特許文献３参照）において、前記電磁成形用金型が前記貫通穴の内周面に内向きの突起が形成されたものであり、前記中空材を電磁成形により拡径して前記内周面に密着させる一方、前記突起に対応する箇所の拡径を前記突起により妨げ、これにより前記中空材の周壁の成形を行うと同時に、前記周壁の一部に荷重付加時に圧壊の起点となる凹部を形成することを特徴とする。中空材の一方の端部にのみフランジ部材を接合する場合、電磁成形により同時に、中空材の他方の端部に前記のようなフランジを形成することができる。

本発明（請求項３）は、電磁成形用金型の貫通穴内に配置したアルミニウム合金中空材の一方の端部を前記金型の一方の端面から所定長さ突出させて、所定位置に設置したバンパーリインフォースの縦壁に形成した穴に嵌挿し、前記中空材を電磁成形により拡径し、前記中空材の前記端部を前記バンパーリインフォースの穴の内周面に密着させて、前記中空材の前記端部を前記バンパーリインフォースに接合するステイ付きバンパーの製造方法（特許文献４参照）において、前記電磁成形用金型が前記貫通穴の内周面に内向きの突起が形成されたものであり、前記中空材を電磁成形により拡径して前記内周面に密着させる一方、前記突起に対応する箇所の拡径を前記突起により妨げ、これにより前記中空材の周壁の成形を行うと同時に、前記周壁の一部に荷重付加時に圧壊の起点となる凹部を形成することを特徴とする。電磁成形により同時に、中空材の他方の端部に前記のようなフランジを一体的に形成し、又はフランジ部材を接合することができる。

本発明（請求項４）は、電磁成形用金型の貫通穴内に配置したアルミニウム合金中空材の一方の端部を前記金型の一方の端面から所定長さ突出させて、所定位置に設置した中空断面を有するバンパーリインフォースの前後の縦壁に形成した穴に嵌挿し、前記中空材を電磁成形により拡径し、前記中空材の端部を前記バンパーリインフォースの両穴の内周面に密着させて、前記中空材の前記端部を前記バンパーリインフォースに接合するステイ付きバンパーの製造方法（特許文献４参照）において、前記電磁成形用金型が前記貫通穴の内周面に内向きの突起が形成されたものであり、前記中空材を電磁成形により拡径して前記内周面に密着させる一方、前記突起に対応する箇所の拡径を前記突起により妨げ、これにより前記中空材の周壁の成形を行うと同時に、前記周壁の一部に荷重付加時に圧壊の起点となる凹部を形成することを特徴とする。電磁成形により同時に、中空材の他方の端部に前記のようなフランジを一体的に形成し、又はフランジ部材を接合することができる。

本発明の方法では、アルミニウム合金中空材を電磁成形により拡径したとき、金型の貫通穴内において、中空材は貫通穴の内周面に達するまで拡径して所定形状に成形され（貫通穴の内周面の形状が突起を含めて中空材に転写される）、中空材の突起に対応する箇所には、荷重付加時に圧壊の起点となる凹部が形成される。拡径の過程において、中空材の前記突起に対応する箇所は、中空材の他の箇所より先に突起の先端に衝突して拡径を止められ、一方、中空材の他の箇所は前記貫通穴の内周面に向けてさらに拡径を続ける。
中空材の前記突起に対応する箇所（凹部）は、前記突起により拡径を止められた後、中空材の他の領域がさらに拡径するのに伴って周囲から引張作用を受け、歪みが入る（薄肉化する）が、その程度は大きくなく加工硬化の程度も小さい。一方、中空材の凹部以外の箇所（以下、筒状部ともいう）は、貫通穴の対応する内周面に衝突し、該箇所には拡径の程度に応じた歪みが入って加工硬化する。

中空材（バンパーステイ）の軸部において、筒状部は拡径の程度に応じて加工硬化し、材料強度が増大する。これは、中空材の圧壊強度の増大に寄与する。あるいは軽量化に寄与する。この点は、基本的に筒状部を拡径させない例えば前記特許文献５の図１に示された中空材（変形部（凸部４ａ，４ｂ等）以外の軸部の拡径はさせないかごくわずか）と大きく異なるところである。
一方、凹部に導入される歪みは、例えば前記特許文献５の図１に示された中空材の変形部（凸部４ａ，４ｂ等）に比べて小さく、加工硬化の程度も小さいから、凹部の材料強度は同文献の変形部（凸部４ａ，４ｂ等）ほどには増大せず、大荷重付加時に一層確実に圧壊の起点となり得る。これにより、バンパーステイの初期最大荷重のピークを抑え、エネルギー吸収効率を向上させることができる。

本発明に係るバンパーステイの成形方法（成形前）を示す断面図である。本発明に係るバンパーステイの成形方法（成形後）を示す断面図である。成形後のバンパーステイの正面図である。図１のＡ−Ａ断面図（ａ）、及び図３のＢ−Ｂ断面図（ｂ）である。本発明に係る別のバンパーステイの正面図である。本発明に係るさらに別のバンパーステイの正面図である。本発明に係るバンパーステイとバンパーリインフォースの接合方法を説明する一部断面図である。本発明に係るバンパーステイとバンパーリインフォースの別の接合方法を説明する一部断面図である。本発明に係るバンパーステイの別の成形方法を示す断面図である。本発明に係るバンパーステイの別の成形方法（ステイ付きバンパーの製造方法））を示す断面図である。本発明に係るバンパーステイのさらに別の成形方法（ステイ付きバンパーの製造方法）を示す断面図である。

以下、図１〜１１を参照し、本発明の製造方法について説明する。
図３及び図４（ｂ）は、本発明によって製造されるバンパーステイの一例を示すもので、このバンパーステイ１は円筒状の軸部２と両端のフランジ３，４からなる。フランジ３は図示しないバンパーリインフォースへの取付部となるもので、軸部２の軸方向に垂直な面に対し所定角度傾斜している。この傾斜角度は、バンパーリインフォース両端部のステイ取付部の車幅方向に対する傾斜角度と同じに設定されている。フランジ４は軸部２の軸方向に垂直であり、車体フレームのサイドメンバーへの取付部となる。軸部２の周壁に、凹部５が等角度間隔で４箇所、フランジ３に平行な周線（仮想）に沿って形成されている。この凹部５は軸部２の周壁において略四角形状に窪んでいる。凹部５は軸部２の外周側からみた形態であり、内周側からみた形態は突起である。

バンパーステイ１の製造方法を主として図１，２を参照して説明する。図１には、この方法に使用する素材としてのアルミニウム合金中空材１Ａが示されている。この中空材１Ａは、円形断面の押出材であり、一方の端面は軸方向に対し前記フランジ３の傾斜角度と同じ角度で傾斜してカットされ、他方の端面は軸方向に垂直な面内でカットされている。
図１及び図４（ａ）に示すように、この方法に使用する電磁成形用金型６は中心部に貫通穴７を有し、中空材１Ａが貫通穴７内に配置され、その両方の端部が電磁成形用金型７の端面８，９から所定長さ突出している。端面８の貫通穴７の軸方向に垂直な面に対する傾斜角度は、フランジ３の軸部２の軸方向に垂直な面に対する傾斜角度と同じに設定され、端面９は貫通穴７の軸方向に垂直に設定されている。

図１及び図４（ａ）に示すように、電磁成形用金型６は、成形後のバンパーステイ１を取り出せるように、開閉可能な（図１の紙面に垂直方向）一対の分割金型６ａ，６ｂと、閉じた分割金型６ａ，６ｂ内に形成される空間を進退可能な（図１の紙面の左右方向）コア金型６ｃ，６ｄからなり、分割金型６ａ，６ｂが閉じ、コア金型６ｃ，６ｄが前記空間内を内向きに進入して所定位置に達したとき、これらの金型の内面が合わさって貫通穴７が構成される。貫通穴７の内周面は全体として円筒形であり、４箇所に内向きの突起１１が形成されている。

中空材１Ａの外径は、突起１１の箇所における貫通穴７の内周面の径とほぼ等しく設定されている。従って、中空材１Ａを貫通穴７内に配置したとき、中空材１Ａの外周面が突起１１の先端にほぼ接する状態となる。中空材１Ａを貫通穴７内にセットしたとき、中空材１Ａの外周面と各突起１１の間隔はなるべく狭い方（例えば上記のとおり接触する程度に）が望ましい。なお、中空材１Ａを貫通穴７内に配置する手順としては、電磁成形用金型６を閉じた後貫通穴７に中空材１Ａを通すようにしてもよいし、開いた電磁成形用金型６の中心部に中空材１Ａを設置し、続いて金型６を閉じて中空材１Ａを囲繞するようにしてもよい。

図１に示すように、電磁成形用金型６の貫通穴７内に中空材１Ａを配置した後、中空材１Ａ内に図示しない電磁成形用コイル体を挿入し、これに瞬間大電流を流すと、中空材１Ａは軸方向全長にわたり瞬間的に拡径し、図２に示すように、貫通穴７の内部では中空材１Ａは貫通穴７の内周面に密着して、外形が該内周面に沿った形状に成形され、金型６の端面８，９から突出している中空材１Ａの前端部及び後端部は周壁が拡開して前記端面８，９（成形面としての役割をもつ）に打ち当たり押し付けられ、両端にフランジ３，４を有し、軸部２に４個の凹部５を有するバンパーステイ１が成形される。

この電磁成形による拡径において、貫通穴７の内側では、中空材１Ａの突起１１に対応する箇所は、実際には拡径するまもなく直ちに突起１１の先端に衝突して拡径を止められ、中空材１Ａの他の箇所はさらに拡径を続ける。このため、中空材１Ａの突起１１に対応する箇所では、中空材１１が金型６（貫通穴７の内周面）に瞬間的に強く打ち付けられると同時に、中空材１Ａの他の領域（突起１１に対応する箇所の周囲）から急激な引張作用を受ける。これにより、当該箇所は若干薄肉化する。また、前記他の領域を含む筒状部（前記突起１１に対応する箇所以外の箇所）は貫通穴７の周面に衝突するまで拡径し、それに伴い前記筒状部には相応の歪みが入って加工硬化し、材料強度が増大する。

図５に示すバンパーステイ１２は、軸部２の周壁に幅の狭い溝状の凹部５（内周面側からみればビード状突起）を２個有し、その他の点で図３に示すバンパーステイ１と同じである。図６に示すバンパーステイ１３は、軸部２の周壁を一周する幅の狭い溝状の凹部５（内周面側からみればビード状突起）を有し、その他の点で図３に示すバンパーステイ１と同じである。
このバンパーステイ１２，１３を製造するには、溝状の凹部５を中空材の周壁に転写するために、貫通穴の内周面にビード状の突起が形成された電磁成形用金型を用いる必要がある。

図３，５，６に示すバンパーステイ１，１２，１３はいずれもフランジを軸部の両端に形成していたが、軸部の片側にのみフランジを形成することもできる。
図７に示すバンパーステイ１４は、電磁成形による拡管で、軸部２の一方の端部（後方側端部）のみにフランジ４を形成した点で、図３に示すバンパーステイ１と異なり、他の点で同じである。そして、軸部２の前端部１５の径はそれより後方側の径より小さく、この例では前端部１５は電磁成形により拡径されておらず、元の中空材の径のままとされている。
このバンパーステイ１４の成形（電磁成形による拡径及び凹部５の形成）には、例えば軸部２の前端部１５の拡径を妨げる電磁成形用金型（例えば先端部１５に対応する箇所で貫通穴の内径が元の中空材の外径とほぼ同じとなっている金型）を用いればよい。

図７はバンパーステイ１４をバンパーリインフォース１６に接合する工程（ステイ付きバンパーの製造）の一例を示すもので、バンパーステイ１４の軸部２の前端部１５は、バンパーリインフォース１６の縦壁１７に形成された穴１８に嵌挿され，先端がバンパーリインフォース１６の中空内部に所定長さ突出している。なお、バンパーリインフォース１６は例えば矩形断面のアルミニウム合金押出材又は他の金属製形材からなり、車体上下方向に沿った前後の縦壁１９，１７、及び縦壁１９，１７を連結する複数の横壁（下側の横壁２１のみ示す）からなる。このバンパーリインフォース１６は、ステイ取付部を含む両端部が曲げ加工され、車幅方向に対し所定角度で傾斜している（中央部は車幅方向に平行）。

図７に示すようにバンパーステイ１４とバンパーリインフォース１６を組み付け（位置決めし）、必要に応じて軸部２の外周を、バンパーリインフォース１６の後方側において、例えば仮想線で示す内径一定の分割金型２２で拘束し、軸部２の前端部１５及びその近傍を電磁成形により拡径すると、該前端部１５は穴１８の内周面に密着し、かつ穴１８の前方側では拡開し、後方側では外径方向に張り出して、縦壁１７の前後で穴１８の径より外径方向に広がり（縦壁１７を挟んだような形態）、バンパーステイ１４はバンパーリインフォース１６の縦壁１７に接合される（例えば特許文献３，４の接合形態を参照）。

図８に示すバンパーステイ２３は、軸部２の電磁成形により拡径されていない先端部１５が寸法的に長い点で、図７に示すバンパーステイ１４と異なり、他の点で同じである。
図８はバンパーステイ２３をバンパーリインフォース１６に接合する工程（ステイ付きバンパーの製造）の一例を示すもので、バンパーステイ２３の軸部２の前端部１５は、バンパーリインフォース１６の前後の縦壁１９，１７に形成された穴２４，１８に嵌挿され、先端が縦壁１９の先に突出している。

図８に示すようにバンパーステイ２３とバンパーリインフォース１６を組み付け（位置決めし）、必要に応じて軸部２の外周を、バンパーリインフォース１６の後方側において、例えば仮想線で示す内径一定の金型２２で拘束し、軸部２の前端部１５及びその近傍を電磁成形により拡径すると、該前端部１５は穴１８，２４の内周面に密着し、かつ穴２４の前方側では外径方向に拡開し、穴１８の後方側では外径方向に張り出し、さらに穴１９，２４間で外径方向に張り出して、縦壁１９及び縦壁１７の前後で穴２４，１８の径より外径方向に広がり（縦壁１９，縦壁１７を挟んだような形態）、バンパーステイ２３はバンパーリインフォース１６の前後の縦壁１９，１７に接合される（例えば特許文献４の接合形態、及び後述の図１１参照）。

図９は、軸部２の前端に板状のフランジ部材２５が傾斜して接合され、後端にフランジ４が一体的に形成されたバンパーステイ２６の製造方法（電磁成形後）を示すものである。バンパーステイ２６は、軸部２の前端にフランジ部材２５が接合されている点で、図３に示すバンパーステイ１と異なり、軸部２の凹部５を含めて他の点では同じである。フランジ部材２５は図示しないバンパーリインフォースに対する取付部となるものであり、中央部に穴（バーリング穴）２７が形成されている。

このバンパーステイ２６を製造するには、図９に示すように、フランジ部材２５を電磁成形用金型６の端面８に例えば密着状態でセットし、穴（バーリング穴）２７の穴フランジ２８を端面８側から貫通穴７内に臨ませてその内周面に嵌め入れ、アルミニウム合金中空材（成形前のものは図示せず）を貫通穴７内に配置し、かつ中空材の前方側端部をフランジ部材２５の穴２７に嵌挿し（必要に応じて穴２７から所定長さ前方に突出させる）、中空材の後方側端部を金型６の端面９から所定長さ突出させる。なお、前記中空材は円形断面の押出材であり、一方の端面は軸方向に対しフランジ部材２５の傾斜角度と同じ角度で傾斜してカットされ、他方の端面は軸方向に垂直な面内でカットされている。また、前記中空材の外径と貫通穴７の内周面の径との関係は、図１に示す中空材１Ａと貫通穴７の内周面の径の関係と同じでよく、前記中空材の外径と穴２７の内径との関係についても同様でよい。

続いて、前記中空材の内部に図示しない電磁成型用コイル体を挿入し、これに瞬間大電流を流すと、中空材は軸方向全長にわたり瞬間的に拡径し、図９に示すように、貫通穴７の内部では中空材が貫通穴７の内周面に密着し、フランジ部材２５の穴２８の内側では穴の内周面に沿って拡開して密着し、さらに金型６の端面９から突出している中空材の後端部は周壁が拡開して前記端面９に打ち当たり押し付けられる。これにより、前端にフランジ部材２５が接合され、後端にフランジ４を有し、軸部２に４個の凹部５を有するバンパーステイ１が成形される。

なお、図９の例では、後端にサイドメンバーへの取付部となるフランジ４を一体的に形成したが、これは必須ではなく、フランジ４を形成しないこともあり得る。必要に応じてフランジ部材を両端に接合し、あるいは後端にのみ接合することもできる。また、図９の例では穴２７をバーリング穴としたが、これは通常の打抜き穴でもよい。さらに、電磁成形に際しフランジ部材２５を電磁成形用金型６の端面８に密着させたが、フランジ部材２５の位置決めが確実に行える限り、これも必須ではない。

図１０は、アルミニウム合金中空材を電磁成形により拡径し、軸部２に凹部５及び軸部２の後端にフランジ４を有するバンパーステイ３２を成形すると同時に、バンパーステイ３２の前端部をバンパーリインフォース１６の傾斜した端部に接合して、ステイ付きバンパー３３を製造する方法を示すものである。ステイ付きバンパー３３は、バンパーステイ３２の前端部がバンパーリインフォース１６の縦壁１７に形成された穴（バーリング穴）１８の部分においてバンパーリインフォース１６に接合している。バンパーステイ３２は図９に示すバンパーステイ２６（フランジ部材２５を除く）とほぼ同じ構造を有し、バンパーリインフォース１６の接合に関係する箇所（縦壁１７の穴１８及びその周辺部）は、図９に示すフランジ部材２５とほぼ同等の構造を有する。

このステイ付きバンパー３３を製造するには、図１０に示すように、バンパーリインフォース１６の縦壁１７を電磁成形用金型６の端面８に例えば密着状態でセットし、穴（バーリング穴）１８の穴フランジ３４を端面８側から貫通穴７内に臨ませてその内周面に嵌め入れ、アルミニウム合金中空材（図示せず）を貫通穴７内に配置する。中空材の貫通穴７内への配置及び続く電磁成形による拡径は、図９のバンパーステイの製造方法と同様に行うことができる。中空材のカット形状、中空材の外径と貫通穴７の内周面の径との関係、及び中空材の外径と穴１８の内径との関係等についても、図９のバンパーステイの製造方法と同様でよい。
なお、この方法はステイ取付部が中空断面以外のバンパーリインフォースに対しても適用可能である。また、軸部２の後端にフランジ４を形成する代わりに、フランジ部材（図９のフランジ部材２５参照）を接合することもできる。電磁成形に際しバンパーリインフォース１６の縦壁１７を電磁成形用金型６の端面８に密着させたが、バンパーリインフォース１６の位置決めが確実に行える限り、これは必須ではない。穴１８をバーリング穴とするか、単なる打抜き穴にするかは任意である。

図１１は、アルミニウム合金中空材を電磁成形により拡径し、軸部２に凹部５及び軸部２の後端にフランジ４を有するバンパーステイ３５を成形すると同時に、バンパーステイ３５の前端部をバンパーリインフォース１６の傾斜した端部に接合して、ステイ付きバンパー３６を製造する方法を示すものである。ステイ付きバンパー３６は、バンパーステイ３５の前端部がバンパーリインフォース１６の前後の縦壁１９，１７に形成された穴２４，１８の部分においてバンパーリインフォース１６に接合している。バンパーステイ３６の軸部２のうちバンパーリインフォース１６の縦壁１７より後方側の部分は、図１０に示すバンパーステイ３２とほぼ同じ構造を有する。バンパーステイ３５の軸部２のうち縦壁１７付近より前方側の部分は、穴１８，２４の内周面に密着し、かつ穴２４の前方側では外径方向に拡開し、穴１８の後方側では外径方向に張り出し、さらに穴１８，２４間で外径方向に張り出して、縦壁１９及び縦壁１７の前後で穴２４，１８の径より外径方向に広がり（縦壁１９及び縦壁１７を挟んだような形態）、これにより、バンパーステイ３５はバンパーリインフォース１６の前後の縦１９，１７に接合されている。

このステイ付きバンパー３６を製造するには、図１１に示すように、バンパーリインフォース１６の縦壁１７を電磁成形用金型６の端面８に例えば密着状態でセットし、アルミニウム合金中空材（図示せず）を貫通穴７内に配置する。このとき、中空材の前端部を金型６の端面８から所定長さ突出させて、バンパーリインフォース１６の前後の縦壁１９，１７に形成した穴２４，１８に嵌挿し、その先端を穴２４から所定長さ突出させる。なお、前記中空材は円形断面の押出材であり、一方の端面は軸方向に対しバンパーリインフォース１６の縦壁１７の傾斜角度と同じ角度で傾斜してカットされ、他方の端面は軸方向に垂直な面内でカットされている。また、前記中空材の外径と貫通穴７の内周面の径との関係は、図１に示す中空材１Ａと貫通穴７の内周面の径の関係と同じでよく、前記中空材の外径と穴１８，２４の内径との関係についても同様でよい。

続いて、前記中空材の内部に図示しない電磁成型用コイル体を挿入し、これに瞬間大電流を流すと、中空材は軸方向全長にわたり瞬間的に拡径し、図１１に示すように、貫通穴７の内部では中空材が貫通穴７の内周面に密着し、このとき凹部５が形成され、貫通穴７の前方側（バンパーステイ３７の縦壁１７付近より前方側）では、中空材は先に図８を参照して説明したような変形（バンパーステイ２３の軸部２の前端部１５の変形）をして、バンパーリインフォース１６との接合が行われ、さらに貫通穴７の後方側では周壁が拡開して金型６の端面９に打ち当たり押し付けられ、フランジ４が形成される。
なお、軸部２の後端にフランジ４を形成する代わりに、フランジ部材（図９のフランジ部材２５参照）を接合することもできる。また、電磁成形に際しバンパーリインフォース１６の縦壁１７を電磁成形用金型６の端面８に密着させたが、バンパーリインフォース１６の位置決めが確実に行える限り、これは必須ではない。穴１８，２４を単なる打抜き穴にするか、バーリング穴とするかは任意である。

以上の説明では、アルミニウム合金中空材（バンパーステイの素材）として、断面円形の押出材を用いたが、楕円形や多角形断面などの中空材も用いることができ、押出材以外にも板を成形して溶接した中空材（形材）を用いることもできる。
また、バンパーステイの前方側のフランジ又はフランジ部材は軸部に垂直な面に対し傾斜させていたが、バンパーリインフォースのステイ取付部が車幅方向に平行であれば、傾斜させる必要はない。

上記の例では、軸部に形成した凹部５は、円周方向の辺長がやや長い略四角形状の偏平な窪みが４個、フランジ３に平行な仮想周線に沿って形成され（図３）、幅の狭い溝状の２個の窪みがフランジ３に平行な仮想周線に沿って形成され（図５）、あるいは幅の狭い溝状の窪みがフランジ３に平行な仮想周線に沿って環状に形成され（図６）ていたが、凹部の形状及び配置形態はこれに限定されるものではなく、種々の異なる形状及び配置形態が考えられる。好ましい形状及び配置形態をいえば、例えば、少なくとも軸部の長さが最も長い箇所（通常はステイの車体内側を向く箇所）に配置すること、周方向に沿って形成すること、長さ及び幅とも肉厚の２倍以上とすることなどを挙げることができる。

１，１２，１３，１４，２３，２６，３２，３５バンパーステイ
２軸部
３，４フランジ
５凹部
６電磁成形用金型
７貫通穴
８，９電磁成形用金型の端面
１１電磁成形用金型の貫通穴の内周面に形成された突起
１６バンパーリインフォース
１７後側の縦壁
１８縦壁１７に形成した穴
１９前側の縦壁
２４縦壁１９に形成した穴
２５フランジ部材
２７フランジ部材に形成した穴（バーリング穴）
３３，３６ステイ付きバンパー

Claims

電磁成形用金型の貫通穴内に配置したアルミニウム合金中空材の一方又は両方の端部を前記金型の端面から所定長さ突出させ、前記中空材を電磁成形により拡径し、前記端部周壁を拡開して前記中空材の端部に他部材への取付部となるフランジを形成するバンパーステイの製造方法において、前記電磁成形用金型が前記貫通穴の内周面に内向きの突起が形成されたものであり、前記中空材を電磁成形により拡径して前記内周面に密着させる一方、前記突起に対応する箇所の拡径を前記突起により妨げ、これにより前記中空材の周壁の成形を行うと同時に、前記周壁の一部に荷重付加時に圧壊の起点となる凹部を形成することを特徴とするバンパーステイの製造方法。
電磁成形用金型の貫通穴内に配置したアルミニウム合金中空材の一方又は両方の端部を前記金型の端面から所定長さ突出させて、所定位置に設置した板状のフランジ部材の穴に嵌挿し、前記中空材を電磁成形により拡径し、前記端部を前記フランジ部材の穴の内周面に密着させて、前記中空材の端部に他部材への取付部となる前記フランジ部材を接合するバンパーステイの製造方法において、前記電磁成形用金型が前記貫通穴の内周面に内向きの突起が形成されたものであり、前記中空材を電磁成形により拡径して前記内周面に密着させる一方、前記突起に対応する箇所の拡径を前記突起により妨げ、これにより前記中空材の周壁の成形を行うと同時に、前記周壁の一部に荷重付加時に圧壊の起点となる凹部を形成することを特徴とするバンパーステイの製造方法。
電磁成形用金型の貫通穴内に配置したアルミニウム合金中空材の一方の端部を前記金型の一方の端面から所定長さ突出させて、所定位置に設置したバンパーリインフォースの縦壁に形成した穴に嵌挿し、前記中空材を電磁成形により拡径し、前記中空材の前記端部を前記バンパーリインフォースの穴の内周面に密着させて、前記中空材の前記端部を前記バンパーリインフォースに接合するステイ付きバンパーの製造方法において、前記電磁成形用金型が前記貫通穴の内周面に内向きの突起が形成されたものであり、前記中空材を電磁成形により拡径して前記内周面に密着させる一方、前記突起に対応する箇所の拡径を前記突起により妨げ、これにより前記中空材の周壁の成形を行うと同時に、前記周壁の一部に荷重付加時に圧壊の起点となる凹部を形成することを特徴とするステイ付きバンパーの製造方法。
電磁成形用金型の貫通穴内に配置したアルミニウム合金中空材の一方の端部を前記金型の一方の端面から所定長さ突出させて、所定位置に設置した中空断面を有するバンパーリインフォースの前後の縦壁に形成した穴に嵌挿し、前記中空材を電磁成形により拡径し、前記中空材の端部を前記バンパーリインフォースの両穴の内周面に密着させて、前記中空材の前記端部を前記バンパーリインフォースに接合するステイ付きバンパーの製造方法において、前記電磁成形用金型が前記貫通穴の内周面に内向きの突起が形成されたものであり、前記中空材を電磁成形により拡径して前記内周面に密着させる一方、前記突起に対応する箇所の拡径を前記突起により妨げ、これにより前記中空材の周壁の成形を行うと同時に、前記周壁の一部に荷重付加時に圧壊の起点となる凹部を形成することを特徴とするステイ付きバンパーの製造方法。