JP6058516B2 - 差厚ブラケット及び差厚ブラケットの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品取りつけのために用いられるブラケット（支持具、取り付け具）に関し、軽量かつ高強度であるとともに、製造しやすいアルミニウム合金製の差厚ブラケットに関するものである。

一般的に、部品の取り付け時には、何らかのブラケットを介して結合されることが多い。ここで、接合される部品の少なくとも一方が、アルミニウム合金材の場合、軽量化や溶接性、耐電食性なども考慮して、ブラケットについてもアルミニウム合金材を用いたいという要求がある。

しかし、アルミニウム合金材は、従来から用いる鋼材、特に鋼板に比べて、素材コストが高いことが問題になることが多い。このため、アルミニウム合金製ブラケットにおいても、鋼板製のブラケットに比べて、より素材費を低減し、かつ軽量化することが求められている。

更に、このようなブラケットの中には、荷重負荷時の強度や剛性も求められる部品も多い。軽量化への要求が強い自動車部品を例にすると、ブラケットやドアビームなどの耐衝突用のエネルギ吸収部品やフレームを接合するブラケットには、特に高い強度や剛性が要求される。

このようなアルミ製ブラケットには、比較的溶接性が良い５０００系のアルミニウム合金板（圧延板）などが、成形素材として用いられてきた。しかし、特にエネルギ吸収部品などの取りつけブラケットに適用すると、強度を確保するために比較的厚肉になってしまうことが多く、重量および素材コストが増加することが問題になっていた。このため、アルミニウム合金製ブラケットを接合するブラケット(バンパステイ)などでは、比較的強度の高いアルミニウム合金押出形材を用いることも多い。

このようなアルミニウム合金押出形材を直接（そのまま）用いた接合ブラケットは、長手方向に亘って均一な（一定な）断面という、押出形材特有の制約がある。このため、荷重の負荷方向に対して二次元の曲面となり、特定の方向への荷重に対して弱くなる。このため、ブラケットの一用途である車両用のバンパステイ（以下、単にステイとも言う）として、必要な圧壊強度や衝突エネルギの吸収性能を満たすためには、どうしても比較的厚肉にする必要があり、高強度化が要求されるほど、重量が重くなり、素材費も高くなるという問題がある。

この問題を解決するために、前記バンパステイなどとして、前記押出形材の代わりに、均一な板厚であるアルミニウム合金板材（圧延板）をカップ状にプレス成形した、各部の厚みが概ね均一なブラケット構造（カップ状ブラケット）が、本出願人によって提案されている（特許文献１〜４参照）。

図８、９に斜視図で二つの態様を各々示す通り、平面視で円形あるいは楕円形の形状のカップ底部１０３を有する、カップ状ブラケット（ステイ）１０１、１０２は、このカップ底部１０３の周縁部から円弧状のコ−ナＲを有して立ち上がる筒状の縦壁１０４と、この縦壁１０４によって囲まれた開口部１０６とからなる。そして、縦壁１０４の周縁部から外方に張出した平坦なフランジ１０５を一体にプレス成形してなる。

この図８、９の例では、前記バンパステイとして、カップ底部１０３側をサイドフレーム６０の先端部６１側に取り付けるとともに、カップ開口部１０６側を、フランジ１０５を介して、バンパ補強材５０の後面壁側５２に取り付けた態様を示している。

より具体的に、この図８、９の態様では、カップ状ブラケット１０１、１０２につき、カップ底部１０３側を、これに設けた複数の貫通穴１０７を介して、サイドフレーム先端部６１側に設けた複数の貫通穴６２に、ボルト、ナットなどの機械的な接合手段により取り付けている。その一方で、カップ開口部１０６側を、フランジ１０５に設けた複数の貫通穴１０７を介して、バンパ補強材５０の後面壁側５２に設けた複数の貫通穴５３にボルト、ナットなどの機械的な接合手段により取り付けている。この取り付け方について、カップ底部１０３側とカップ開口部１０６側とが逆向きとなって、カップ底部１０３側をバンパ補強材５０の後面壁側５２に、カップ開口部１０６側をサイドフレーム先端部６１側に取り付けるようにしても良い。

このようなカップ状ブラケット１０１、１０２は、前記押出形材の前記荷重の負荷方向に対しての二次元の曲面とは異なり、三次元的に存在する筒状の縦壁１０４の存在によって、カップ底部１０３や周縁部のフランジ１０５と合わせて、各図の上方向からの荷重の負荷方向に対して、三次元曲面とした構造を有している。このため、比較的板厚の薄い構造でも、ブラケットの強度および剛性を確保することができる点で有利である。

特開２００６−３４７５２７号公報 特開２００７−１３８６号公報 特開２００８−１９５２２４号公報 特開２０１１−２０６６８号公報

ただ、近年では、このようなカップ形状のブラケットに対しても、さらに高強度化が求められるようになってきた。このようなブラケットの高強度化を達成するためには、従来技術では、やはりアルミニウム合金素材の高強度化あるいは厚肉化が必要になる。しかし、前記バンパステイなど、その使用条件によっては、３００ＭＰａを超過するような高強度材が求められる。しかし、現在流通している一般的なアルミニウム合金板材では、このような高強度を満足できる（対応できる）素材は無い。

また、カップ形状ブラケットの成形素材である圧延板を厚肉化して強度要件を満足しようとした場合には、通常の圧延板では、板全体を一様に厚肉化する必要がある。通常の圧延板は、板厚が部位によらず均一であるために、部分的に厚肉化して差厚化することが難しいからである。このため、素材板の厚肉化は、板厚が概ね均一なカップ形状ブラケット全体の厚肉化につながり、直接部品重量の増加につながるため、ブラケットとしての採用、不採用を左右しかねないほどの問題になる。また、前記高強度化のためには、必要板厚が３ｍｍ以上になる場合もあり、これは、一般的に流通しているアルミニウム合金板材（冷延板）の板厚よりも厚肉の特殊な板材が必要になって、材料コストが割高となる。

また、設計自由度の向上を目的として、よりブラケットの高さを高くしたいという要求も増えている。しかし、軟鋼板に比べると成形性に劣るアルミニウム合金板材では、現時点での高さでも成形性が問題になることが多く、事実上、この高さ増加の要求に応えることは難しい。用途によっては、素材板を温間あるいは高温状態で成形することなどで素材の破断限界を向上させて対応することも行われるが、加工コストが大幅に増加すること、また、熱を加えることによる材質の変化、形状精度の低下などが問題になる。したがって、特殊なプレス成形を用いずに、通常の冷間成形（プレス成形）で、成形が可能なブラケット構造の開発が望まれている。

この点に鑑み、本発明は、現行と同等レベルの強度、剛性を確保した上で、より薄肉、軽量化が可能で、成形性などに優れて製造しやすい、カップ形状の差厚ブラケットを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の差厚ブラケットは、アルミニウム合金押出形材からなる板状ブランクがプレス成形されて、カップとこのカップに連なるフランジとが一体になった形状とされたブラケットであって、
前記板状ブランクは中央の厚肉部とその両側にある薄肉部とをその押出方向に亘って有する差厚ブランクからなり、
この差厚ブランク中央の前記厚肉部が少なくとも前記カップに成形されるとともに、この差厚ブランク両側の前記薄肉部が少なくとも前記カップに連なる前記フランジに一体に成形されており、
前記ブラケットは、最も厚肉であるカップ底部と、このカップ底部の周縁部から立ち上がる筒状の縦壁と、この縦壁によって囲まれた開口部とからなる前記カップと、前記縦壁の周縁部から外方に張出した前記フランジとから構成され、
前記カップ底部と前記フランジとにおいて各々他部品と接合される、
ことである。

本発明によれば、カップ状に形成されたブラケットは、前記筒状の縦壁の存在によって、カップ底部や周縁部のフランジと合わせて、荷重の負荷方向に対して三次元の曲面あるいは三次元のシェル構造を有している。このため、比較的板厚の薄い構造でも、ブラケットの強度および剛性を確保することができる。

しかも、本発明によれば、押出加工時に予め簡便に部分的な差厚化ができる押出形材を、プレス成形素材であるブランクとして用いることで、三次元の曲面あるいは三次元のシェル構造を有している。これによって、強度が必要なカップ底部などの部位を適切に予め厚肉化し、その他の厚肉化の必要のない部位を薄肉化する、部位に応じた効率の良い差厚化が図れる。このため、現行と同等レベルの強度、剛性を確保した上で、効率的に部品重量を軽減、かつ、素材費を低減することができる。また、ブランクのブラケットへのプレス成形などの製造も容易である。

これに対して、アルミニウム合金板をブランクとして用い、同様の部分的な差厚ブランクに構成するためには、互いに板厚の異なる板素材同士を、互いの端部同士で溶接するか、差厚圧延あるいは板鍛造などの、特殊な追加加工が必要になり、コストが著しく増大する。また、互いに板厚の異なる板素材を溶接して差厚ブランクを形成する場合には、溶接部の品質確保、また、特に６０００系合金などの熱処理型合金では、さらに溶接部近傍の板素材特性の軟化などの劣化も問題になる。

更に、本発明の差厚ブラケットは、各部の板厚が全て同じ板素材から形成される、従来の同厚のカップ状のブラケット場合に比べて、ブラケットの強度およびプレス成形時の成形性の両方の向上が期待できる。

本発明のブラケットは、カップ底部に比べて、外周側に位置するフランジや、この外周部フランジと接合される縦壁を薄肉化しても、ブラケットの強度特性への影響は小さく、効率的に薄肉化や軽量化できる。

さらに、本発明のブラケットは、部位によらず板厚が同じ板素材や押出素材から形成されるブラケットに比べて、極めて成形性が良い。

本発明ブラケット素材の差厚ブランクの一実施形態を示す斜視図である。 本発明ブラケットの一実施形態を示す説明図である。 本発明ブラケットの他の実施形態を示す説明図である。 本発明ブラケットの他の実施形態を示す説明図である。 本発明ブラケットの他の実施形態を示す説明図である。 本発明ブラケットの取り付けの一態様を示す説明図である。 比較例ブラケットを示す斜視図である。 従来のブラケットを示す断面図である。 従来のブラケットを示す断面図である。

本発明ブラケットの実施の形態について、以下に図を参照しながら詳述する。

図１は、本発明ブラケットの成形素材である、アルミニウム合金押出形材からなる差厚ブランクの一実施形態を示す斜視図である。

図２は、図１の差厚ブランクをプレス成形して形成した、本発明ブラケットの実施形態を示す説明図である。図２（ａ）は斜視図、図２（ｂ）は上面図、図２（ｃ）は正面図、図２（ｄ）は側面図を各々示す。図３〜５は、図１の差厚ブランクの変形例を示す説明図であり、各図の（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図を各々示す。

差厚ブランク：
図１の差厚ブランク１は、アルミニウム合金押出形材からなる板状ブランクである。押出形材である差厚ブランク１は、その押出方向（長手方向）に亘って、中央の厚肉部２とその両側にある薄肉部３、４とを、矢印で示す差厚ブランク１の押出方向に亘って有している。５、６は押出前後方向（ブランク長手方向）の各端部（両端部）、７、８はブランク１の幅方向（押出と直交方向）の各端部（両端部）である。

ここで、押出形材である差厚ブランク１は、その押出方向（長手方向）に亘って、均一な断面（押出断面）を有しているので、中央の厚肉部２とその両側にある薄肉部３、４とは、押出方向に亘って延在する、その幅は一定（均一）である。これら差厚ブランク１の大きさや形状は、成形されるブラケットの形状の設計に応じて選択され、必ずしも平板形状である必要はない。また、差厚ブランク１の中央の厚肉部２とその両側にある薄肉部３、４との幅と厚みも、成形されるブラケットの、これら差厚ブランクの各部位が各々対応する、カップ底部や縦壁、そしてフランジの形状の設計に応じて選択される。

差厚ブランク１における、中央の厚肉部２とその両側にある薄肉部３、４との差厚部位同士の肉厚の段差は、急激な板厚差（各部位の平坦面に対して略直角あるいは立ち上がり角度が急な段差である差厚段差部）を有してもよいが、プレス成形が容易あるいは可能であることを考慮すると、図１のようになだらかに厚みが変化するような傾斜面とすることが好ましい。

本発明に係る差厚ブランク１（ブラケット）に用いるアルミニウム合金は、その強度を高くして、各部位の肉厚を薄くすることによって、ブラケットの重量を軽くし、かつエネルギ吸収特性を向上させ、かつ、ブラケットへのプレス成形性が良い、という観点から選択される。この観点によれば、使用するアルミニウム合金は、高強度な５０００系、６０００系、７０００系アルミニウム合金から選択される。

より軽量で強度を確保するという目的からは、７０００系合金が望ましい。７０００系合金の場合には、７０００系合金が製造（圧延）しにくく、通常は使用されない板材に比べて、高い素材強度が確保できる点で、部品軽量化のために有利である。なお、７０００系合金には、時効硬化が進むと成形性が低下するという問題があるが、押出加工後に、比較的短時間で、ブラケットにプレス成形する、あるいは、プレス成形前に、短時間の復元処理を施すことなどで成形性を確保し、成形すればよい。

また，耐食性や耐ＳＣＣ性能などが要求される場合、５０００系、６０００系合金を用いることも可能である。この場合でも、従来の部位によらず板厚が同じ板材のプレス成形ブラケット、あるいは押出形材製ブラケットに比べると、部品形状および差厚化の効果によって、より軽量で高強度を確保できる。これらのアルミニウム合金からなる押出中空形材は、熱間押出後にプレス成形加工され、その後、溶体化処理および焼き入れ処理（質別記号Ｔ４）やその後の時効処理（質別記号Ｔ６）、過時効処理（質別記号Ｔ７）などが適宜施されて、差厚ブランク１（ブラケット）として用いられる。

差厚ブランクのプレス成形：
図２、図３〜図５に示す本発明ブラケット１０は、図１の差厚ブランク１がプレス成形されて形成されている。なお、図３〜５の各（ｂ）の平面図では、押出材の差厚ブランク１の厚肉部２と薄肉部３、４と、成形されたブラケット１０の各部位との対応関係も、点線で示している。

これらのブラケット１０は、共通して、カップが、最も厚肉である、平坦で平板状の底部１１と、この底部１１の周縁部から円弧状のコ−ナＲを有して立ち上がる筒状の縦壁１２と、この縦壁１２の周縁部に形成された、上向きの開口部１７とからなる。また、平坦で平板状のフランジ１３、１４が、縦壁１２の周縁部からブラケットの外方（側方）に張出した、形状とされている。

ここで、図１の差厚ブランク１のうち、点線で囲った、中央の厚肉部２を中心に含み、薄肉部３、４の一部を含む部分が、主としてブラケット１０のカップの底部１１や縦壁部１２に成形される。同時に、この差厚ブランク１０の両側の薄肉部３、４が、ブラケット１０の前記カップに連なるフランジ１３、１４に各々、前記カップと一体に成形されている。

したがって、差厚ブランク１０の両側の薄肉部３、４の側方の端部７、８は、ブラケット１０の前記カップに連なるフランジ１３、１４の側方の端部１８、１９に各々対応している。

また、差厚ブランク１の押出方向の各端部５、６までの厚肉部の長さ（幅）を調整することで、この部分の厚肉部から成形される、ブラケット１０のカップの縦壁部１５、１６の高さを調整できる。すなわち、図２、３、４に示す、縦壁１２よりも背（高さ）の低い縦壁（切り欠き部とも言う）１５、１６は、ブラケット１０の縦壁部１２の谷間であって、フランジ１３と１４とをこれらの端部同士で互いにつないでいる。このような背が低くなっている縦壁（切り欠き部とも言う）１５、１６は、前記した差厚ブランク１の押出方向の各端部５、６までの厚肉部の長さを、ブランク１の各端部５、６をカットする（切り欠く）などして、短く（小さく）し、壁形成材料を少なくすることで形成できる。

ちなみに、図２のブラケット１０への、図１の差厚ブランク１の成形は、通常のプレス成形方法、装置が使用でき、この点が、本発明の利点でもある。

その成形方法とは、例えば、図１の差厚ブランク１のうち、薄肉部３、４の両端部７、８側をブランクホルダーにて挟持した上で、点線で囲った部分をパンチにて押圧し、ブラケット１０の最終形状とされた雌の金型との協働にて、絞り成形あるいは張出成形して、ブラケット１０の形状とする。ちなみに、成形品各部の厚み（板厚）の差厚化の制御は、プレス成形（材料の金型への流入量の制御など）によっては困難である。例えば、プレス成形の際に、厚みを実質上１０％も変化させると破断の恐れがある。したがって、この点からも、成形素材である押出材の段階で、ブラケットの差厚化の程度や条件に応じて、予め差厚化しておくことが必要であり、押出材の差厚ブランクを用いる必要性が分る。

差厚ブラケット構造：
本発明のブラケット１０は、後述する通り、開口部１７側に配置された、平坦で平板状のフランジ１３、１４の外側（図の上側）の面の数箇所と、平坦で平板状のカップ底部１１の外側（図の下側）の面で、各々他部品と、機械的あるいは溶接、またはこれらの組み合わせによって結合される。

カップ底部１１：
このため、カップ底部１１の図の下面側の少なくとも接合面は、溶接や機械的な接合による場合の、接合性や接合強度を確保するために、平坦で平板状の一定の大きさ（広さ）の面積を確保する（有する）必要がある。ただ、カップ底部１１の平面的な（平面視での）形状は、図４、図５のような円形に限らず、図１、図３のような楕円形、更には不定形であっても良い。

ブラケット１０に、前記したステイの場合のような衝突荷重など、何らかの荷重が加わった場合、カップ底部１１の接合部には、集中的に荷重が付与される。したがって、カップ底部１１は、カップ形状の要素の中で最も厚肉とされる必要がある。このカップ底部１１の厚みが薄すぎると、ブラケット１０のブラケットの強度および剛性が著しく低下する。このため、プレス成形によっても、押出形材である差厚ブランク１の中央の厚肉部２の厚み（板厚）を、できるだけ減少（減肉）させずに、そのまま保持することが好ましい。

筒状の縦壁１２：
カップ底部１１の周縁部から立ち上がり、三次元的に存在する筒状の縦壁１２はカップ状のブラケット１０の荷重の負荷方向に対して三次元曲面とする、基本的な役割を果たす。このためには、ブラケット１０の荷重の負荷方向に対して三次元曲面となるように、カップ底部１１周縁の全周に亘って筒状に存在する必要がある。

ただ、図２〜５のブラケット１０のように、カップ底部１１周縁の全周に亘って連続して筒状に存在する必要はなく、筒状の縦壁１２が無い周縁部があるなど、断続して存在しても良い。また、図２〜５のブラケット１０では、筒状の縦壁１２がカップ底部１１周縁の全周に亘って連続して存在するものの、その高さは一定ではなく、ブラケット１０の縦壁部１２の谷間であって、フランジ１３と１４とをこれらの端部同士で互いにつなぐ、縦壁１２よりも背の低い縦壁１５、１６に成形されている。このような背の低い縦壁１５、１６は、ブランク１の長手方向の各端部５、６の部分が相当し、このような幅が狭い領域（面積が小さい領域）がプレス成形されて、縦壁１２よりも背の低い縦壁１５、１６とされる。この背の低い縦壁１５、１６は、ブラケット１０の強度および剛性を確保した上で（支障のない範囲で）、充てられる縦壁１２の材料を少なくして、軽量化させるものである。

このような背の低い縦壁１５、１６を設ける場合には、差厚ブラケット１０のカップ底部１１および／または筒状縦壁１２の一部を、プレス成形後に切り欠くようにしても良いが、工程が増す。このため、前記差厚ブランク１に、予めブランク１の長手方向の各端部５、６のように、幅が狭い領域（面積が小さい領域）を設けて、プレス成形による材料量の制約によって設ける方が合理的である。すなわち、これらの背の低い縦壁１５、１６や、後述するフランジを部分的に存在させるために、ブランク１の中央の厚肉部２のカップ底部１１に相当する一部、両側の薄肉部３、４の筒状縦壁１２に相当する一部、あるいはフランジ１３、１４に相当する一部を、各々選択して予め切り欠いておくと、このプレス成形後の切り欠き工程が省略あるいは軽減できるために、好ましい。

筒状の縦壁１２の厚み（板厚）は、比較的薄い場合でも、前記筒状の三次元構造ゆえに、ブラケットの強度および剛性を確保することができるが、ブラケットの軽量化と、ブラケットの強度および剛性の確保との兼ね合いやカップ底部１１の厚みとの兼ね合いで、その厚みを設計する。例えば、軽量化に問題がない範囲で、少なくともこのカップ底部１１からの立ち上がり部を、カップ底部１１と同等か、同等に近い厚みとしても良い。また、高さによらず、カップ底部１１からの立ち上がり部から、開口部１７やフランジ１３、１４との境界までを一定の厚みとするか、高さに応じて順次薄肉化するなど、部分的に差厚化しても良い。

フランジ１３、１４：
フランジ１３、１４の図の上面側の少なくとも接合面も、カップ底部１１と同様に、溶接や機械的な接合による場合の、接合性や接合強度を確保するために、平坦で平板状の一定の大きさ（広さ）の面積を確保する（有する）必要がある。また、フランジ１３、１４の平面的な（平面視での）形状も、図５のようなカップ底部１１周縁の全周に亘って連続して存在するような円環状だけでなく、図２、３、４に示す、切り欠き部１５、１６のように、フランジが無い部分があるなど、断続して存在しても良い。また、フランジ１３、１４は、図２、３、４のような、カップ底部１１の両側の全長や、あるいは長手方向の全域に亘って連続して存在するような平面視で矩形あるいは四角形の平板状だけには限らない。例えば、これら平板状の範囲内に、フランジが無い部分や幅が狭い部分が存在するなどの、平面視で不定形で不連続な平板状であっても良い。

フランジの平面視形状：
ここで、好ましいフランジの平面視形状の設計につき、以下に説明する。
本発明で使用する板状のアルミニウム合金押出形材（ブランク）の破断伸びは、ブランクの押出方向と平行方向に張力を加えた場合が最も低い。そして、押出方向と直交方向、押出方向と４５°方向あるいは１３５°方向の順に破断伸びが順次増大する。

このため、図２（ｂ）、図３、４において、差厚ブラケット１０のフランジ１３、１４を、そのカップ底部１１内に存在するブラケットの中心点Ｃを基準として、図の上下方向の矢印で示す板状ブランク（１）の押出方向に対して、少なくとも４５°と１３５°との方向の位置に存在していることが好ましい。これをフランジの存在範囲で示すと、押出方向と４５°方向あるいは１３５°方向の位置（範囲）を含む、押出方向に対して、３０°方向〜直交方向の範囲内と、直交方向から１５０°方向の範囲内に、少なくとも存在させることが好ましい。これによって、プレス成形時の破断限界を向上させることが可能になり、より深い絞り品であるブラケット１０を得ることが出来る。

図２、３、４に示すブラケット１０は、前記押出方向に位置するフランジが、切り欠き部１５、１６において、存在していない典型例である。と同時に、フランジ１３、１４を、差厚ブラケット１０の中心点Ｃを基準として、押出方向に対して、少なくとも４５°と１３５°との方向の位置に存在させた典型例でもあり、軽量化だけでなく、プレス成形性の向上効果がある。ただ、フランジ１３、１４を少なくとも４５°と１３５°との方向の位置に存在させる場合も、その平面視形状として、図２、３、４に示すような、押出方向に対して概ね同じような幅とせずとも良い。例えば、押出方向に対して直交する方向のフランジ幅をより狭めるような蝶の羽根形状にするなど、中心点Ｃを基準とした押出方向に対する角度（位置）によって、フランジ幅を順次変えるようにしても良い。

これに対して、図５のように、カップ底部１１周縁の全周に亘ってフランジ１３、１４が連続して存在するような円環状のフランジ形状では、フランジ１３、１４が、差厚ブラケット１０の中心点Ｃを基準として、矢印で示す前記板状ブランク１の押出方向に対して、少なくとも４５°と１３５°との方向の位置に存在しているものの、押出方向にも存在している。したがって、プレス成形性は、図５のブラケット１０よりも、図２、３、４に示すブラケット１０の方が優れている。

これは、前記した通り、アルミニウム合金押出形材に特有の問題として、前記板状ブランク１の押出方向と平行な方向への伸びが、他の方向に比べて大幅に劣り、破断伸びが押出方向と平行方向に張力を加えた場合が最も低くなるからである。したがって、図２（ｂ）、図３、４に示す通り、差厚ブラケット１０のフランジ１３、１４が、差厚ブラケット１０の中心点Ｃを基準として、矢印で示す前記板状ブランク１の押出方向の位置には、少なくとも存在していないことが好ましい。これをフランジ１３、１４の存在範囲で示すと、フランジ１３、１４が、差厚ブラケット１０の中心点Ｃ（カップ底部１１内に存在）を基準として、板状ブランク（１）の押出方向に対して、少なくとも±２０°の範囲内には存在していないことが好ましい。

このように、フランジ１３、１４の押出方向あるいはこれと平行な方向の位置に存在するフランジ部分を無くせば、プレス成形時に、押出形材からなるブランク１で、最も伸びの少ない方向、すなわち破断が生じやすい方向への張力を低減できる。これにより、ブランク１のプレス成形時の破断が生じにくくなり、より深い（高さが高い）絞り成形品であるブラケット１０を得ることが出来る。

ブラケット１０の効果：
図３〜図５において、ブラケット１０の接合部を×印で各々示す。×印は溶接や機械的な接合あるいは接着剤を用いた、更には、これらを組み合わせて用いた、各々の接合部（接合点）であり、複数の×印は接合点が複数個所あることを示している。溶接は公知のスポット溶接、ＴＩＧ、ＭＩＧ、レーザなどの汎用手段、機械的な接合は公知のボルト、ナットやリベット、セルフピアシングリベットなどの汎用手段、接着剤は公知、市販の汎用接着樹脂が使用できる。

ここで、前記した衝突などの荷重がブラケット１０に加わった場合、前記した通り、カップ底部１１の接合部には、集中的に荷重が付与される。これに対して、複数存在するフランジ１３、１４の接合点では、荷重自体が分散される。また、カップ底部１１に複数の接合点がある場合でも、フランジ１３、１４の接合点に比べると、狭い範囲に接合点が集中し、荷重負荷（入力）に伴うモーメントもフランジ１３、１４に比べて大きくなる。

このため、ブラケット１０の外周部側に位置するフランジ１３、１４に加わる荷重（応力）に比べて、カップ底部１１に発生する応力は大きくなる。つまり、内周側に位置するカップ底部１１に比べて、外周側に位置するフランジ１３、１４や筒状縦壁１２を薄肉化しても、強度特性への影響は小さい。したがって、これら外周側の部位は、前記した通り薄肉にすることができ、差厚化する部位に応じた、効率的な軽量化が図れる。

さらに、差厚化した本発明ブラケット１０は、部位によらず板厚が同じ（一定の）素材から形成される、従来のブラケットに比べて、成形性の面でも有利である。本発明の差厚ブランクの場合、プレス成形時に荷重を受けるカップ底部１１の肉厚を厚く設定し、かつ、変形抵抗になる外周側のフランジ１３、１４の肉厚を薄くすることで、絞り成形時に破断危険部になるカップ底部１１のコーナー部（縦壁１２の立ち上がり部）に発生する応力を低減し、破断を生じにくくすることが出来る。すなわち、通常の部位によらず板厚が同じ素材から成形する場合に比べて、成形限界が高くなり、より深い絞り成形品であるブラケットを形成することが出来る。

これに対して、図７に比較例として示すブラケット２０は、アルミニウム合金押出形材をそのままブラケットとして用いた場合であり、断面形状だけ見れば、底部２１の厚肉化（差厚化）を含めて、本発明ブラケット１０と類似する。しかし、このブラケット２０は、長手方向に亘って均一な（一定な）断面という、押出形材特有の制約がある。このため、図７から分る通り、ブラケット２０を各々構成する、両側の薄肉のフランジ２２、２２や、厚肉の底部２１を含めて、特に縦壁２３、２４も、各々二次元方向にしか延在していない。

この結果、図７の上方向からの矢印Ｆで示す荷重の負荷方向に対しては、二次元の断面となり、縦壁２３、２４が比較的容易に倒れるため、特定の方向への荷重に対して弱くなる。このため、ブラケットの一用途である車両用のバンパステイ（以下、単にステイとも言う）として、必要な圧壊強度や衝突エネルギの吸収性能を満たすためには、やはりどうしても厚肉にする必要があり、高強度化が要求されるほど、重量が重くなり、素材費も高くなる。

ブラケットの取り付け：
図６（a）、（b）を用いて、本発明ブラケットの取り付け方の態様を説明する。図６（a）は、差厚ブラケット１０が車両用バンパステイである場合を示す平面図である。また、図６（b）は、取り付けた差厚ブラケット１０の×印で示す接合点（接合箇所）を斜視図で示している。なお、図６（a）は車両の幅方向（図の左右方向）に亘って、その長手方向が延在しているバンパ補強材５０の、左右対称に車体後方に向かって傾斜している左側半分のみを部分的に示している。

図６の通り、差厚ブラケット１０のカップ底部１１は、２箇所の×印において、矩形中空構造であるバンパ補強材５０の後面側壁５２に接合されている。一方、差厚ブラケット１０のフランジ１３、１４は、各々２箇所（合計４箇所）の×印において、車両構造部材であるサイドフレーム６０の前側壁６１に、各々接合されている。

このような取り付け方について、カップ底部１１側とフランジ１３、１４とが逆向きとなって、ちょうど前記図８、９のように、フランジ１３、１４（カップ開口部１７）側を、バンパ補強材５０の後面壁側５２に接合し、カップ底部１１側をサイドフレーム先端部６１側に各々取り付けるようにしても良い。

ここで、本発明ブラケット１０は、同種のアルミニウム合金製の部品と接合される場合は、耐食性付与などの表面処理は不要である。ただ、他の部品として、鋼製や鉄製の自動車部材と接合される場合には、異材同士の電位差による電食の防止のために、接合部に樹脂（接合を兼ねた樹脂でも可）を介在させて、アルミと鋼や鉄とを絶縁すること、あるいは鋼材にダクロ処理などの表面処理を追加することが好ましい。

以上の通り、本発明によれば、この点に鑑み、本発明は、現行と同等レベルの強度、剛性を確保した上で、より薄肉、軽量化が可能で、成形性などに優れて製造しやすい、カップ形状の差厚ブラケットを提供できる。したがって、バンパステイなどのエネルギ吸収特性が求められるブラケットに好適である。

１：差厚ブランク、２：ブランクの中央厚肉部、３、４：ブランクの薄肉部、５、６：ブランクの押出前後方向の各端部、７、８：ブランクの幅方向各端部、１０：ブラケット、１１：カップ底部、１２：筒状縦壁、１３、１４：フランジ、１５、１６：背の低い縦壁、１７：開口部、１８、１９：フランジ側方の端部

Claims (5)

1. アルミニウム合金押出形材から構成される差厚ブラケットであって、
   最も厚肉であるカップ底部と、このカップ底部の周縁部から立ち上がる筒状の縦壁と、この縦壁によって囲まれた開口部とからなるカップと、前記縦壁の周縁部から外方に張出したフランジとから一体に構成され、
   前記カップ底部と前記フランジとにおいて各々他部品と接合され、
   前記フランジが、前記差厚ブラケットの中心点を基準として、前記アルミニウム合金押出形材の押出方向に対して、少なくとも±２０°の方向の範囲内には存在していないことを特徴とする差厚ブラケット。
2. 前記差厚ブラケットの前記フランジが、前記差厚ブラケットの中心点を基準として、前記板状ブランクの押出方向に対して、３０°方向〜直交方向の範囲内と、直交方向から１５０°方向の範囲内とに少なくとも存在していることを特徴とする請求項１に記載の差厚ブラケット。
3. 前記差厚ブラケットの前記カップにおける前記筒状縦壁の一部が切り欠かれていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の差厚ブラケット。
4. 前記差厚ブラケットが車両用バンパステイであり、前記カップ底部がバンパ補強材に、前記フランジ部が車両構造部材に、各々接合されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の差厚ブラケット。
5. アルミニウム合金押出形材から構成される差厚ブラケットの製造方法であって、
   差厚ブラケットが、最も厚肉であるカップ底部と、このカップ底部の周縁部から立ち上がる筒状の縦壁と、この縦壁によって囲まれた開口部とからなるカップと、前記縦壁の周縁部から外方に張出したフランジとから一体に構成され、
   前記カップ底部と前記フランジとにおいて各々他部品と接合され、
   前記フランジが、前記差厚ブラケットの中心点を基準として、前記アルミニウム合金押出形材の押出方向に対して、少なくとも±２０°の方向の範囲内には存在していないことを特徴とする差厚ブラケットの製造方法。