JPWO2002064277A1

JPWO2002064277A1 - プレス成形後に焼入処理した概略ｂ字形の閉断面を有するバンパーリィンホース

Info

Publication number: JPWO2002064277A1
Application number: JP2002564061A
Authority: JP
Inventors: 将司安藤; 陽一久間
Original assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Current assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2001-08-15
Publication date: 2004-06-10
Also published as: WO2002064277A1; JPWO2002064284A1; WO2002064284A1

Abstract

本発明は、自動車のボディの剛性を向上させたり衝突時のエネルギを吸収することにより、自動車の安全性を高めるため使用されるバンパーリィンホースに係り、軽量で安全性の高い概略Ｂ字形の閉断面を有するバンパーリィンホースを提供することを目的とした。本発明にかかるバンパーリィンホースは、鋼板を深絞りし断面中央にハット形を形成する工程と、不要な部分を取り除く外形トリム加工工程と、断面両端に立ち上がりをプレス加工する工程と、断面両側にＬ字形状の斜立上をプレス加工する工程と、断面両側からプレス加工しさらに上からプレス加工する工程と、接合部を溶接する工程などにより成形した後に、焼入処理を行い材料の引張強さを高めたことを特徴とする。

Description

技術分野
本発明は自動車のボディの剛性を向上させたり、衝突時のエネルギを吸収することにより、自動車の安全性を高めるため使用されるバンパーリィンホースに係り、深絞り工程を有するプレス成形により概略Ｂ字形の閉断面を成形した後に焼入処理を施したバンパーリィンホースとすることにより、従来品と比べさらに軽量でかつ安全性の高いバンパーリィンホースを提供することに関する。
背景技術
バンパーリィンホースには、自動車が衝突した時のエネルギを吸収し乗員を保護する機能を満足しつつ自動車の走行性能や燃費性能を向上するため、さらなる軽量化の要請があったがなかなか達成できなかった。
また、例えば正面衝突した場合に大きな力のかかる中央部や、オフセット衝突したときに大きな力のかかる部分の強度を特に高くして、比較的小さな力のかかる両端部では適度な加重で座屈させるなどの要請もあった。
例えば米国やカナダのように、バンパーリィンホースの中央部に約４００ｍｍ幅の振子を５マイル／時間の速度で衝突させて変形を測定する試験（以下単に「振子試験」という。）を行ったり、欧州のように自動車の中央から少しずれた位置にオフセット衝突させ（以下単に「オフセット試験」という。）、破損した交換部品の費用のデータを保険料算定の資料とするなど、バンパーリィンホースの評価方法も多様であり、これらの評価試験において優れた性能を有するバンパーリィンホースが求められている。
中央部やオフセット衝突部の強度を上げるためには、強度を増加したい部分の断面を大きくする方法が考えられるが、外観形状とのバランスから制限を受けたり部材の加工性から制限を受けたりして容易ではない。また、部分的に強度の高い材料を使用する方法も考えられるが、加工工程が複雑で高価なバンパーリィンホースとなる問題があった。
本発明の目的とするところは、従来より板厚を下げた鋼板を使用して、深絞り工程を有するプレス成形により概略Ｂ字形の閉断面を成形し、その後に焼入処理して鋼板を高強度化してなる、軽量で安全性の高い概略Ｂ字形の閉断面を有する、バンパーリィンホースを提供することにある。
また、例えば正面衝突した場合に大きな力のかかる中央部やオフセット衝突したときに大きな力のかかる部分の強度を特に高くした、バンパーリィンホースを提供することにある。
発明の開示
本発明は鋼板を深絞り加工し断面中央にハット形を形成する工程と、不要な部分を取り除く外形トリム加工工程と、断面両端に立上をプレス加工する工程と、断面両側にＬ字形状の斜立上をプレス加工する工程と、断面を両側からプレス加工しさらに上からプレス加工する工程とにより、概略Ｂ字形の閉断面を有するバンパーリィンホースを成型し、その後に焼入処理をしたバンパーリィンホースであることを特徴とする。
また、バンパーリィンホースの全長に渡り焼入処理したバンパーリィンホース、中央部約４００ｍｍのみを焼入処理したバンパーリィンホース、中心から左右に２００ｍｍ離れた位置からそれぞれ２００ｍｍの間のみを焼入処理したバンパーリィンホース、中央部８００ｍｍの間のみを焼き入れ処理したバンパーリィンホースなどであることを特徴とする。
発明を実施するための最良の形態
本実施例では板厚が１．４ｍｍで引張強さが４９０Ｎ／ｍｍ^２である焼入性の高い高張力鋼板を材料として使用した。
鋼板を深絞り加工し断面中央にハット形２２を形成する工程は、ハット形２２の外幅と同じ幅ｂ３であってハット形２２の高さと同じ深さｈ１の溝２５を持つ上型２４と、ハット形２２の内幅と同じ幅ｂ４であってハット形２２の高さと同じ高さｈ２の突起２８を持つ下型２７との間に鋼板をはさみ、上型２４を押し下げプレス加工し深絞断面２０に加工する。
平面視の長手方向において外側面６１や取付面６５に滑らかな曲面形状を与える場合は、ハット形上面２３とハット形下面１９とがそれぞれ曲面となるように、上型２４の下面２４ａと下型２７の上面２７ａ及び溝２５の底面２５ａと突起２８の先端面２８ａの形状をそれぞれ曲面形状とする。
また、ｈ１とｈ２は全幅の寸法Ｈより板厚ｔの２倍の寸法だけ小さくする。長手方向中央部における全幅の寸法Ｈを最大とし両端部における全幅の寸法Ｈを小さくする場合は、長手方向の位置により変化するＨ寸法に合わせｈ１及びｈ２寸法も変化させる。
深絞断面２０を外形トリム加工する工程では、ＦＩＧ．４のＤ−Ｄで切断すること、ハット形下面１９に工具穴、配線取付け穴、自動車のボディへの取付け穴、バンパーカバの取付け穴などをあけること、板幅寸法ｂ８が全幅の寸法Ｈの変化に応じた適切な寸法になるように切断することなどを行い、トリム断面２１に加工する。
断面両端に立上３２をプレス加工する工程は、立上３２の下部の内幅と同じ幅の寸法ｂ５を持ち溝３５を有する上型３４と、立上３２下部の外幅と同じ幅寸法ｂ６の溝であってその中央に突起３８ｃを有する溝３８を持つ下型３７との間にトリム断面２１をはさみ、上型３４を押し下げプレス加工し立上断面３１に加工する。
ここで、溝３８の立上面３８ｂの角度Ｅは３５度から９０度の範囲の適当な値とする。ＦＩＧ．８に示すようにバンパーリィンホースの高さ寸法Ｂに対し全幅の寸法Ｈが大きい場合は角度Ｅを９０度にしても上型４４と斜立上４２は干渉しないが、高さ寸法Ｂに対し全幅の寸法Ｈが小さくなると角度Ｅを小さくしないと上型４４と斜立上４２は干渉するからである。なおＦＩＧ．１の実施例ではバンパーリィンホース１の中央部において角度Ｅを８０度とし端部において角度Ｅを４５度とした。
平面視の長手方向において外側面６１と取付面６５に滑らかな曲面形状を与える場合は、溝３５の底面３５ａと突起３８ｃの先端面３８ｄ及び上型３４の下面３４ａと溝３８の底面３８ａをそれぞれ曲面形状とする。
また、長手方向中央部における全幅の寸法Ｈを最大とし両端部における全幅の寸法Ｈを小さくする場合は、ｂ５寸法とｂ６寸法とを全幅の寸法Ｈの変化に対応して変化させる。
断面両側にＬ字形状の斜立上４２をプレス加工する工程は、溝４５を有する上型４４と、底面４７ａと傾斜面４７ｂとからなる溝であってその中央に突起４７ｃを有する溝４７を持つ下型４６との間に立上断面３１をはさみ、上型４４を押し下げプレス加工しＬ斜断面４１に加工する。
ここで溝４７の斜面４７ｂの角度ＦはＦＩＧ．１０に示す断面両側からプレス加工し始めるときに右型５４の押面５４ａ、左型５５の押面５５ａに対して斜立上４２の接触面４２ｂが矢印Ｊ方向へ滑る角度とする。
この角度の下限値は型や鋼板の材質、表面硬度、表面粗さ、油脂の有無と種類などにより変化するので実験して決定する必要がある。なおＦＩＧ．１の実施例では角度Ｆを６０度とした。
平面視の長手方向において外側面６１と取付面６５に滑らかな曲面形状を与える場合は、溝４５の底面４５ａと突起４７ｃの先端面４７ｄ及び上型４４の下面４４ａと溝４７の底面４７ａをそれぞれ曲面形状とする。
上型４３の移動する軌跡とワークの一部である斜立上４２の先端４２ａとが干渉する場合における、断面両側にＬ字形状の斜立上４２をプレス加工するプレス型とプレス加工方法についての発明の１実施例をＦＩＧ．９に示し説明する。
まず、上型４３に切欠４３ａを設けプレス加工を行ったときに上型４３と斜立上４２の先端４２ａが干渉しないようにする。さらにキッカ４８を設けてプレス型を構成する。
このようなプレス型を使用し、上型４３を押下げてプレス加工するときは上型４３と、ワークの一部である斜立上４２の先端４２ａは干渉しない。また、キッカ４８の先端を押出しながらワークの一部たるハット形上面２３を押しつつ上型４３を引上げると、Ｌ斜断面４１を上型から容易に分離させることができる。
断面両側からプレス加工しさらに上からプレスする工程は、右型５４と左型５５との間にＬ斜断面４１をはさみ断面両側からプレス加工した後に、上型５６により上からプレス加工する。
平面視の長手方向において外側面６１や取付面６５に滑らかな曲面形状を与える場合は、上型５６の下面５６ａと右型５４と左型５５の受面５４ｂ、５５ｂをそれぞれ曲面形状とする。
また、長手方向中央部における全幅の寸法Ｈを最大とし両端部における全幅の寸法Ｈを小さくする場合は、上型５６を押下げた位置における下面５６ａと受面５４ｂ、５５ｂとの寸法ｈ３を全幅の寸法Ｈの変化に対応して変化させる。
接合部５２を仮溶接する場合は断面形状がくずれないようにクランプした状態でスポット溶接をする。また、接合部５２を本溶接する工程はシーム溶接、レーザー溶接、プラズマ溶接などが好ましい。これにより概略Ｂ字型の閉断面５１を有するバンパーリィンホース１の成形は完成する。
次に、焼入処理として本実施例では高周波焼入を行う。高周波焼入は、概略Ｂ字形の閉断面の外周面に沿ってコイルを構成し、前記コイルに高周波電流を流しつつバンパーリィンホースの長手方向に相対的に移動させ、焼入部分を約８００℃まで加熱した後に水冷する。この焼入により材料の引張強さは１３００Ｎ／ｍｍ^２に向上した。
なお、本発明において引張強さ４４０〜５９０Ｎ／ｍｍ^２の鋼板を使用するとプレス加工性がよく適当である。これ以上に引張強さの高い材料を使用すると中央部の全幅Ｈが大きく両端部における全幅Ｈが小さい場合などに、鋼板を深絞り加工し断面中央にハット形２２を形成するプレス加工が困難となる場合があるからである。
また、引張強さ４４０〜５９０Ｎ／ｍｍ^２の材料を高周波焼入して、焼入後の引張強さ１１８０〜１４７０Ｎ／ｍｍ^２とすることが軽量化の要求に応えるため及び経済性の理由から好ましい。焼入れにより材料の引張強さが全体的に向上し、同じ強度のバンパーリィンホースを得る場合には、引張強さが上がった分だけ材料の板厚を薄くすることができからである。
また、鋼板の板厚は０．７〜１．６ｍｍのものが適当であるが、特に板厚０．９〜１．４ｍｍのものが軽量化の要求に応えるため及び経済性の理由から好ましい。
以上の実施例では、プレス方向を上下あるいは左右に記載したが、これに限定されるものではなく、上下を逆にしても、上下を左右にあるいは左右を上下に変更しても構わない。またプレスの型についても図示したものはあくまでも１実施例にすぎず、図示したプレス型の形状に限定するものではない。
また、上記実施例では言及していないが、必要に応じプレス加工後に生じるスプリングバックを考慮したプレス型を使用する。
また本実施例では、概略Ｂ字形の閉断面５１の外側面６１を自動車の外側とし取付面６５を車体へ取付けるように構成したが、これに限定するものではなく逆の構成も考えられる。
上記実施例ではバンパーリィンホースの全長に渡り高周波焼入した例を記載したが、部分的に強度を向上させたい場合であって、振子試験の成績のみ良くしたい場合は中央部約４００ｍｍの範囲のみ、オフセット試験のみの成績を良くしたい場合は中心から左右に２００ｍｍ離れた位置からそれぞれ両端部に向かって２００ｍｍの間のみ、振子試験とオフセット試験の両方とも成績を良くしたい場合は中央部８００ｍｍの範囲を高周波焼入すればよい。
産業上の利用可能性
本発明に係るバンパーリィンホースは、鋼板を焼入処理して引張強度を高くした材料を使用し、断面係数が高く強度上優れた形状となっているため、従来よりさらに薄い鋼板を使用することができる。従って、必要な強度と衝突時のエネルギ吸収などの機能を満足しつつ、軽量化の要請に応えたバンパーリィンホースであり、本発明の産業上の利用性は高い。
また、比較的プレス加工性の良い材料を使用しプレス加工後に焼入処理して強度を高めたバンパーリィンホースとしたため、従来の加工法では加工困難であった断面形状にも加工することが可能となり、製品形状の自由度が増して客先の要求にも容易に答えることができるようになり、本発明の産業上の利用性は高い。
また、衝突した場合に大きな力のかかる中央部では、大きな断面２次モーメントを有すると共に焼入処理により引張強さを高め、比較的小さな力のかかる両端部では小さな断面２次モーメントを有すると共に焼入処理をしない構成とし、強度上最適なバランスを有するバンパーリィンホースを提供することができたので、本発明の産業上の利用性は高い。
【図面の簡単な説明】
ＦＩＧ．１は本発明にかかるバンパーリィンホースの１実施例の右半分平面図である。ＦＩＧ．２はＦＩＧ．１のＡ−Ａ矢視断面図である。
ＦＩＧ．３は鋼板を深絞り加工し断面中央にハット形を形成しつつハット形上面とハット形下面を平面視において曲面形状にプレス加工する工程の１実施例を示す図である。ＦＩＧ．４はＦＩＧ．３の深絞断面のＣ−Ｃ矢視の右半分断面図である。
ＦＩＧ．５は外形トリム加工後であるトリム断面の断面図である。ＦＩＧ．６は断面両側に立上をプレス加工する工程の１実施例を示す図である。
ＦＩＧ．７は断面両側にＬ字形状の斜立上をプレス加工する工程の１実施例を示す図である。ＦＩＧ．８は断面の高さ寸法Ｂに対し全幅Ｈの寸法が大きな場合における、断面両側にＬ字形状の斜立上をプレス加工する工程の１実施例を示す図である。
ＦＩＧ．９はその一部に切欠を設けたプレス型とキッカとからなるプレス型の発明におけるプレス加工工程の１実施例を示す図である。
ＦＩＧ．１０は断面両側からプレス加工し始める状態の１実施例を示す図である。ＦＩＧ．１１は断面を両側からプレス加工しさらに上からプレス加工する工程の１実施例を示す図である。

Claims

鋼板を深絞り加工し断面中央にハット形を形成する工程と、不要な部分を取り除く外形トリム加工工程と、断面両端に立上をプレス加工する工程と、断面両側にＬ字形状の斜立上をプレス加工する工程と、断面を両側からプレス加工しさらに上からプレス加工する工程と、接合部を本溶接する工程とにより成形した後に、焼入処理したことを特徴とする概略Ｂ字形の閉断面を有するバンパーリィンホース。