WO2018168841A1 - 部材の接合方法および接合体 - Google Patents

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WO2018168841A1
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wall
tube
bumper
joining
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康裕 前田
徹 橋村
渡辺　憲一
良平 幸重
大貴 山川
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株式会社神戸製鋼所
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Definitions

  • the present disclosure relates to a method for joining members and a joined body.
  • a low specific gravity and high strength metal called high tension steel is used to reduce the weight and safety of automobiles.
  • High tension steel is effective in reducing weight and improving safety, but is heavier than additional low specific gravity materials such as aluminum alloys. Further, when high tension steel is used, problems such as a decrease in formability, an increase in forming load, and a decrease in dimensional accuracy occur due to high strength.
  • extruded materials, cast products, and press-formed products of aluminum alloys having a specific gravity lower than that of steel are used for vehicle parts. Since this aluminum alloy has a low specific gravity, it is effective for reducing the weight, but has a low strength. For this reason, multi-materials are being used in combination with steel parts such as high-tension steel and aluminum alloy parts.
  • Patent Literature 1 discloses a member joining method that enables joining of dissimilar metals in multi-materialization by using an elastic body. Specifically, in the joining method of the member of Patent Document 1, an aluminum pipe is inserted into the hole of the steel part, rubber (elastic body) is inserted inside the aluminum pipe, and the rubber is pressurized and deformed. Thereby, the aluminum pipe is enlarged and deformed, and the steel part and the aluminum pipe are caulked and joined.
  • Patent Document 1 when a force is applied in the direction of the central axis of the aluminum pipe, the joining between the steel part and the aluminum pipe is released, and the aluminum pipe may penetrate through the steel part.
  • this penetration may occur remarkably when a strong collision force is applied from the front of the vehicle.
  • Embodiments of the present invention have been made under such circumstances, and the object thereof is to join a member that joins a first member and a second member, or in the joined body thereof, in the longitudinal direction of the first member.
  • the first member is prevented from penetrating the second member.
  • a method for joining members includes two or more integrated tube portions extending in the same direction, and the length of the tube portion from the end surface of the tube portion between adjacent tube portions.
  • a recess extending in the direction is provided, and a first member in which a part of the recess serves as a locking portion and two or more holes into which the tube portion of the first member can be inserted are formed.
  • a second member having a locking wall and inserting the tube portion of the first member into the hole of the second member until the locking portion comes into contact with the locking wall, Caulking and joining to the second member by expanding the insertion portion of the first member into the second member.
  • the first member is provided with a recess at the end of the tube portion, and a part of the recess serves as a locking portion. That is, the locking portion is not flush with the end surface of the tube portion of the first member, but is provided at a position one step below the end surface. Therefore, when the tube portion of the first member is inserted into the hole portion of the second member, the locking portion is not inserted together with the end surface, and can contact the locking wall of the second member outside the second member. Accordingly, when a force is applied in the longitudinal direction of the first member, the force can be received not only at the joint portion but also at the abutted portion.
  • the joining can be prevented from being released, and the first member can be prevented from penetrating the second member. Further, even when a force is applied in a direction other than the longitudinal direction of the first member, the first member is supported by the second member at the contacted portion, so that the joining is released and the first member falls down. Can be prevented. Therefore, the load resistance other than the longitudinal direction of the first member can also be improved.
  • the first member may penetrate the second member.
  • the through hole can be formed when the hole is formed in the second member.
  • the through-hole is easier to form from the viewpoint of processing than the half-stopped (half-through) hole.
  • a pipe expansion process can be performed from the both sides of the edge part of the pipe
  • the member joining method further includes preparing an elastic body that can be inserted into the tube portion of the first member, inserting the elastic body into the tube portion of the first member, and attaching the elastic body to the first member. Compressing in the longitudinal direction of the tube portion and expanding the tube portion radially outward of the tube portion, thereby expanding the first member.
  • radially outer here means a direction perpendicular to the longitudinal direction of the tube portion, that is, the shape of the tube portion is not limited to a circular tube.
  • the pipe portion of the first member can be expanded evenly due to the isotropic deformation of the elastic body. Therefore, local load can be reduced and local deformation can be prevented. Therefore, compared with other joining methods, the first member and the second member can be fitted with high accuracy, that is, the joining strength can be improved.
  • the second member is tubular, has a partition wall that partitions the inside, and the pipe portion of the first member has the partition wall disposed in the recess. It may be inserted into the hole of the second member.
  • the rigidity of the second member can be improved by the partition wall.
  • the pipe part of the first member when the pipe part of the first member is expanded inside the second member, the pipe part can also contact the partition wall. Therefore, the joint strength can be improved because the joint portions increase, and the first member can be prevented from falling as described above because the first member can be supported by the partition wall. Further, if it is necessary to provide a hole in the partition wall, such complicated processing is usually difficult.
  • the partition wall is disposed in the recess, that is, the tube portion of the first member is inserted into the hole of the second member so as to hold the partition wall by the recess. The tube portion of the first member can be inserted into the hole portion of the second member. Therefore, the partition wall does not need to be subjected to complicated processing for providing a hole, and the above method is effective from the viewpoint of workability.
  • the recess connects the end portions of the two adjacent tube portions of the first member and the two adjacent tube portions of the first member, and is orthogonal to the locking wall.
  • the connecting portion may be a part of the connecting wall.
  • the latching portion which is a part of the two connection walls comes into contact with the latching wall, so that the first member is supported by the second member at two locations other than the joint portion. Therefore, compared with the case where it supports in one place other than a junction part, the penetration and fall of the above-mentioned 1st member can be prevented effectively.
  • the recess connects the end portions of the two adjacent tube portions of the first member and the two adjacent tube portions of the first member, and is orthogonal to the locking wall.
  • the locking portion may be a part of the connection wall.
  • connection wall since only one connection wall is provided, the connection wall can be easily formed, and the first member can be easily prevented from penetrating and falling.
  • the concave portion is constituted by a notch portion in which one end portion of the two or more pipe portions of the first member is notched, and the locking portion is the notch portion. It may be a part of
  • the concave portion and the locking portion when forming the concave portion and the locking portion, the concave portion and the locking portion can be easily formed by forming the notch portion by cutting or the like, without providing the connection wall as described above. Moreover, a recessed part and a latching
  • locking part can also be formed later, for example using an existing double pipe etc. as a 1st member.
  • the first member may be a vehicle bumper stay
  • the second member may be a vehicle bumper beam
  • the bumper stay when a collision force from the front is applied to the vehicle, the bumper stay can be prevented from penetrating the bumper beam as described above, so that the bumper stay is crushed during the collision.
  • the collision energy is absorbed, so that the collision force can be dispersed before reaching the cabin, thereby protecting the driver safely.
  • the bumper stay when a collision force is applied from the side of the vehicle, the bumper stay can be prevented from falling (falling down) as described above, so that the bumper stay can be prevented from coming off the bumper beam. Therefore, the reliability of the bumper can be improved.
  • the hole of the second member may be burring processed.
  • the joining strength can be improved.
  • a joined body includes two or more integrated tube portions extending in the same direction, and extends in the longitudinal direction of the tube portion from an end surface of the tube portion between the adjacent tube portions.
  • a first member having a recess and a part of the recess serving as a locking portion; and a locking wall formed with two or more holes into which the tube portion of the first member can be inserted.
  • the first member can be prevented from penetrating the second member, and the first member can be prevented from falling down, so that the reliability of the joined body can be improved.
  • FIG. 2 is a side sectional view taken along line II-II in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a rear sectional view taken along line III-III in FIG. 2.
  • FIG. 1st modification of the joining method of the member concerning a 1st embodiment.
  • FIG. 8 is a rear sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. 7.
  • FIG. 11 is a rear sectional view taken along line XI-XI in FIG. 10.
  • the present embodiment relates to a member joining method for joining a bumper stay (first member) 10 and a bumper beam (second member) 20 using rubber (elastic body) 30.
  • the material of the bumper stay 10 and the bumper beam 20 is not particularly limited, and the member joining method according to each embodiment of the present invention can be applied to any material.
  • the bumper stay 10 is a member that connects a bumper beam 20 described later and a vehicle skeleton (not shown). As shown in FIG. 1, one bumper beam 20 is connected to the vehicle skeleton by two bumper stays 10. In the bumper stay 10, one end (the lower end in FIG. 1) connected to the vehicle skeleton has a flat surface perpendicular to the longitudinal direction of the tube portion 11, but the other end connected to the bumper beam 20 (see FIG. 1 is cut in accordance with the inclination of the bumper beam 20. As shown in FIG. 2, the bumper stay 10 is a double pipe formed by connecting two pipe parts 11 having the same shape extending in the same direction by connecting walls 12 on the side surfaces. The connection wall 12 extends from one end to the other end in the longitudinal direction of the bumper stay 10.
  • the connecting wall 12 does not extend to the end surfaces (left end in FIG. 2) of the two tube portions 11 of the bumper stay 10, and the tube portion 11 of the bumper stay 10 is inserted into the bumper beam 20 in the joined state. It extends to a portion excluding the (insertion portion).
  • the connection wall 12 and the end portions of the two tube portions 11 form a recess 13 extending between the two tube portions 11 from the end surface of the tube portion 11 in the longitudinal direction of the tube portion 11. Further, a part of the connection wall 12 constituting the recess 13 is a locking portion 12a as will be described later.
  • the shape of the bumper stay 10 is generally rectangular in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the tube portion 11.
  • connection walls 12 having the same shape are provided.
  • FIG. 4 a perspective view of a part of the bumper stay 10 is shown in FIG.
  • the recess 13 is flush with the aligned end surfaces of the two pipe portions 11, and has an opening 13 a provided between the two pipe portions 11.
  • the locking portion 12a is located at a position where the locking portion 12a is lowered by one step in the longitudinal direction of the tube portion 11 from the opening 13a.
  • Such a bumper stay 10 may be an extruded material made of, for example, an aluminum alloy.
  • the bumper beam 20 is attached to the front of the vehicle and protects the vehicle skeleton (not shown) from impact.
  • the bumper beam 20 includes a front wall 21 on the front side when attached to a vehicle extending in the horizontal direction, a rear wall 22 on the rear side arranged in parallel with the front wall 21, and a front wall 21.
  • a horizontal upper wall 25 and a lower wall 26 connected in the vertical direction are provided. That is, the bumper beam 20 of the present embodiment is a tubular shape whose both ends are inclined.
  • the two rear inclined walls 24 have two holes 24a into which the two pipe portions 11 of the bumper stay 10 are respectively inserted (see FIG. 3).
  • the hole 24 a has a rectangular shape that is substantially similar to the outer shape of the tube portion 11 of the bumper stay 10, and is slightly larger than the outer shape of the bumper stay 10.
  • the bumper beam 20 includes a partition wall 27 that partitions the internal space (see FIG. 2).
  • the partition wall 27 is disposed in parallel with the upper wall 25 and the lower wall 26, and connects the front wall 21 and the rear wall 22, and connects the front inclined wall 23 and the rear inclined wall 24.
  • Such a bumper beam 20 may be made of an extruded material made of, for example, an aluminum alloy.
  • the rubber 30 has a quadrangular prism shape extending in the longitudinal direction of the tube portion 11 (see FIG. 3).
  • the outer shape of the rubber 30 is slightly smaller than the inner shape of the bumper stay 10 so that the rubber 30 can be inserted into the bumper stay 10.
  • One end of the rubber 30 has a flat surface perpendicular to the longitudinal direction of the rubber 30, while the other end has a flat surface inclined with respect to the longitudinal direction of the rubber 30 corresponding to the shape of the bumper beam 20 (FIG. 1). reference). This is the same as the bumper stay 10 described above.
  • the material of the rubber 30 is preferably, for example, any of urethane rubber, chloroprene rubber, CNR rubber (chloroprene rubber + nitrile rubber), or silicon rubber.
  • the hardness of the rubber 30 is preferably 30 or more on Shore A.
  • the presser 31 is attached to a press device or the like (not shown), and the rubber 30 can be compressed in the longitudinal direction of the tube portion 11 by being driven by the press device.
  • the pusher 31 has a convex portion 31a.
  • the convex portion 31 a is a portion that presses the rubber 30.
  • the pressing surface 31b which is an end surface of the convex portion 31a has a flat surface perpendicular to the convex direction.
  • the caulking joint between the bumper stay 10 and the bumper beam 20 is performed according to the following procedure.
  • a bumper stay 10, a bumper beam 20, and a rubber 30 having the above-described structure are prepared.
  • the bumper stay 10 is inserted into the hole 24 a of the bumper beam 20 until the connection wall 12 contacts the rear inclined wall 24.
  • the connection wall 12 since the connection wall 12 is disposed in a direction orthogonal to the rear inclined wall 24, the connection wall 12 contacts the rear inclined wall 24 at a side rather than at a point.
  • the tube portion 11 of the bumper stay 10 is inserted into the hole 24 a of the bumper beam 20 so that the partition wall 27 is disposed in the recess 13.
  • the rubber 30 is inserted into the bumper stay 10.
  • the convex portion 31a of the pusher 31 is inserted into the bumper stay 10, and the rubber 30 is compressed in the longitudinal direction of the tube portion 11 of the bumper stay 10 to be orthogonal to the compression direction.
  • the bumper stay 10 is expanded.
  • the bumper stay 10 is caulked and joined to the bumper beam 20 by expansion.
  • the bumper stay 10 is provided with the recessed portion 13 at the end of the tube portion 11, and a part of the recessed portion 13 serves as the locking portion 12a (see FIGS. 2 and 4).
  • the locking portion 12 a is provided not at the same level as the end surface of the tube portion 11 of the bumper stay 10 but at a position one step below the end surface of the tube portion 11 of the bumper stay 10. Therefore, when the tube portion 11 of the bumper stay 10 is inserted into the hole 24 a of the bumper beam 20, the locking portion 12 a is not inserted and can contact the rear inclined wall 24 outside the bumper beam 20.
  • the force when a force is applied in the longitudinal direction of the bumper stay 10 (the longitudinal direction of the vehicle), the force can be received not only at the joint portion but also at the abutted portion. Since the force can be dispersed in addition to the joint portion in this way, the joint can be prevented from being released, and the bumper stay 10 can be prevented from penetrating the bumper beam 20.
  • the bumper stay 10 In addition to the longitudinal direction of the bumper stay 10, for example, even when a force is applied in the longitudinal direction of the bumper beam 20 (the width direction of the vehicle), the bumper stay 10 is supported by the bumper beam 20 at the contacted portion. Therefore, it is possible to prevent the bumper stay 10 from falling down due to unbonding.
  • the pipe part 11 of the bumper stay 10 can be expanded evenly because of the isotropic deformation of the rubber 30. Therefore, a local load on the bumper stay 10 can be reduced, and local deformation of the bumper stay 10 can be prevented. Therefore, compared with other joining methods, the bumper stay 10 and the bumper beam 20 can be fitted with high accuracy, that is, the joining strength can be improved.
  • the rigidity of the bumper beam 20 is improved by the partition wall 27.
  • the tube portion 11 of the bumper stay 10 also abuts against the partition wall 27. Therefore, the joint strength can be improved because the joint portions increase, and the bumper stay 10 can be supported by the partition wall 27, so that the bumper stay 10 can be further prevented from falling down as described above. Further, if it is necessary to provide the partition wall 27 with the holes 24a, such complicated processing is usually difficult. However, in the above method, the tube portion 11 of the bumper stay 10 is inserted into the hole 24 a of the bumper beam 20 so that the partition wall 27 is disposed in the recess 13, that is, the partition wall 27 is held by the recess 13.
  • the tube portion 11 of the bumper stay 10 can be inserted into the hole 24 a of the bumper beam 20 while avoiding the partition wall 27. Therefore, the partition wall 27 does not need to be subjected to complicated processing for providing the hole 24a, and the above method is effective from the viewpoint of workability.
  • the partition wall 27 of the bumper beam 20 is preferably provided, but is not essential to the present invention.
  • the locking portion 12a that is a part of the two connection walls 12 contacts the rear inclined wall 24, so that the bumper stay 10 has bumper beams at two locations other than the joined portion. 20 is supported. Therefore, compared with the case where it supports in one place other than a junction part, the above-mentioned penetration and fall of bumper stay 10 can be prevented effectively.
  • the bumper stay 10 when a collision force from the front is applied to the vehicle, the bumper stay 10 can be prevented from penetrating the bumper beam 20 as described above. To do. When the bumper stay 10 is crushed, the collision energy is absorbed, so that the collision force is dispersed before reaching the cabin, and the driver can be safely protected. In addition, when a collision force is applied from the side of the vehicle, the bumper stay 10 can be prevented from falling (falling down) as described above, and therefore, the bumper stay 10 can be prevented from coming off the bumper beam 20. Therefore, the reliability of the bumper can be improved.
  • a bumper joint body
  • this invention is applicable if it is a joined body with pipe expansion joining other than a bumper.
  • connection walls 12 of the bumper stay 10 may be one.
  • connection wall 12 since there is only one connection wall 12, the connection wall 12 can be easily formed, and the bumper stay 10 can be prevented from being easily penetrated and fallen.
  • the bumper stay 10 to 12 show a second modification of the present embodiment.
  • the bumper stay 10 is not provided with the connection wall 12 (see FIGS. 4 and 10), and one of the two pipe portions 11 of the bumper stay 10 is notched to form a notch (recessed portion) 14. Is formed.
  • one of the two pipe parts 11 constituting the bumper stay 10 is relatively larger than the other, and the notch part 14 of this modification cuts the side end of the relatively large pipe part 11 into a rectangle. It is lacking.
  • a part of the notch portion 14 serves as a locking portion 14 a that is a portion that abuts against the rear inclined wall 24 of the bumper beam 20.
  • the notch part 14 when forming the notch part 14, the notch part 14 can be easily formed by cutting or the like without the need to provide the connection wall 12 as described above. Moreover, the notch part 14 can also be formed later using the existing duplex pipe etc. as the bumper stay 10, for example.
  • the hole 24a of the bumper beam 20 may be burring processed. Since the bonding area between the bumper stay 10 and the bumper beam 20 can be increased by burring, the bonding strength can be improved.
  • the bumper stay 10 penetrates the bumper beam 20.
  • the shapes of both ends of the bumper stay 10 and the rubber 30 have flat surfaces perpendicular to the longitudinal direction of the tube portion 11 and the rubber 30, respectively.
  • the front inclined wall 23 of the bumper beam 20 is provided with a hole 23 a having the same shape and concentric with the rear inclined wall 24.
  • the pusher 31 is arranged with respect to both ends of one bumper stay 10, that is, two pushers 31 are inserted, and the pusher 31 is inserted from both ends of the bumper stay 10.
  • one pusher 31 when caulking and joining, in this embodiment, one pusher 31 is fixedly arranged, and the other pusher 31 is inserted from the end of the bumper stay 10.
  • the pusher 31 compresses the rubber 30 in the longitudinal direction of the tube portion 11 of the bumper stay 10 and expands it in a direction perpendicular to the compression direction, thereby expanding the tube portion 11 of the bumper stay 10.
  • the tube portion 11 of the bumper stay 10 is caulked and joined to the two holes 23a and 24a of the bumper beam 20 by expanding the tube. That is, in the present embodiment, one bumper stay 10 is caulked and joined to the bumper beam 20 at at least two locations (two holes 23a and 24a).
  • the rubber 30 from which the compression by the pusher 31 is released and the compression force is removed is restored to the original shape by its own elastic force. Therefore, the rubber 30 can be easily removed from the bumper stay 10.
  • the through holes 23a and 24a when the holes 23a and 24a are formed in the bumper beam 20, the through holes can be formed.
  • the through-hole is easier to form from the viewpoint of processing than the half-stopped (half-through) hole.
  • the rubber 30 can be inserted from both ends of the tube of the bumper stay 10. Therefore, convenience is improved as compared with the first embodiment. Further, the bonding strength is improved as compared with the first embodiment due to the caulking and bonding at two locations.
  • the bumper stay 10 may be formed by connecting three or more pipe portions 11. Moreover, pipe expansion processing is not performed with respect to all the pipe parts 11, and only some pipe parts 11 may be expanded and crimped. Further, the pipe expansion process is not limited to the one using the rubber 30, and may be electromagnetic forming or machining.

Landscapes

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Abstract

本発明の実施形態に係る部材の接合方法は、同方向に延びる一体化された二つの管部１１を備え、隣接する管部１１の間には管部１１の端面から管部１１の長手方向に延びる凹部１３が設けられており、凹部１３の一部が係止部１２ａとなっているバンパーステイ１０と、バンパーステイ１０の管部１１をそれぞれ挿入可能な二つの孔部２４ａが形成された後方傾斜壁２４を有するバンパービーム２０とを準備し、バンパービーム２０の孔部２４ａにバンパーステイ１０を、係止部１２が後方傾斜壁２４と当接するまで挿入し、バンパーステイ１０のバンパービーム２０への挿入部を拡管することによってバンパービーム２０にかしめ接合することを含む。

Description

部材の接合方法および接合体
　本開示は、部材の接合法および接合体に関する。
　自動車の軽量化および安全性向上のために、ハイテンション鋼と呼ばれる低比重かつ高強度の金属が使用されている。ハイテンション鋼は、軽量化および安全性向上に有効であるが、アルミニウム合金などのさらなる低比重材料と比較すると重い。また、ハイテンション鋼を使用すると、高強度ゆえに、成形性の低下、成形荷重の上昇、および寸法精度の低下などの問題が生じる。これらの問題を解決するために、近年、鋼よりも低比重であるアルミニウム合金の押出材、鋳造品、およびプレス成形品が車両部品に用いられている。このアルミニウム合金は、低比重であるので、軽量化には有効であるが、低強度である。そのため、ハイテンション鋼などの鋼製部品とアルミニウム合金部品と合わせて活用するマルチマテリアル化が行われている。
　マルチマテリアル化で問題となるのは鋼製部品とアルミニウム合金部品のような異種金属の接合である。例えば、特許文献１では、弾性体を利用することによりマルチマテリアル化における異種金属の接合を可能にする部材の接合方法が開示されている。詳細には、特許文献１の部材の接合方法では、鋼製部品の穴部にアルミパイプを挿通し、アルミパイプの内側にゴム（弾性体）を挿入し、ゴムを加圧することで変形させ、それによってアルミパイプを拡大変形させ、鋼製部品とアルミパイプとをかしめ接合している。
特開２０１６－１４７３０９号公報
　しかし、特許文献１の部材の接合方法では、アルミパイプの中心軸方向に力が加えられた際、鋼製部品とアルミパイプとの接合が解かれ、アルミパイプが鋼製部品を突き抜けるおそれがある。例えば、車両のバンパーに特許文献１の発明を適用すると、車両前方から強い衝突力が加えられた際、この突き抜けが顕著に起こる可能性がある。
　本発明の実施形態はこうした状況の下になされたものであって、その目的は、第１部材と第２部材とを接合する部材の接合方法またはこれらの接合体において、第１部材の長手方向に荷重が加えられた際に、第１部材が第２部材を突き抜けることを防止することである。
　本発明の実施形態に係る部材の接合方法は、同方向に延びる一体化された二つ以上の管部を備え、隣接する前記管部の間には前記管部の端面から前記管部の長手方向に延びる凹部が設けられており、前記凹部の一部が係止部となっている第１部材と、前記第１部材の前記管部をそれぞれ挿入可能な二つ以上の孔部が形成された係止壁を有する第２部材とを準備し、前記第２部材の前記孔部に前記第１部材の前記管部を、前記係止部が前記係止壁と当接するまで挿入し、前記第１部材の前記管部のうち前記第２部材への挿入部を拡管することによって前記第２部材にかしめ接合することを含む。
　この方法によれば、第１部材において管部の端部に凹部が設けられ、凹部の一部が係止部となっている。即ち、係止部は、第１部材の管部の端面と面一ではなく、端面から一段下がった位置に設けられている。そのため、第１部材の管部を第２部材の孔部に挿入した際、係止部は端面とともに挿入されず、第２部材の外側にて第２部材の係止壁と当接できる。従って、第１部材の長手方向に力が加えられた際、接合部だけでなくこの当接した部分でも力を受けることができる。このように接合部以外にも力を分散できるため、接合が解かれることを防止でき、第１部材が第２部材を突き抜けることを防止できる。また、第１部材の長手方向以外に力が加えられた場合でも、この当接した部分にて第１部材が第２部材に支持されているため、接合が解かれて第１部材が倒れることを防止できる。従って、第１部材の長手方向以外の耐荷重も向上させることができる。
　前記部材の接合方法では、前記第１部材は、前記第２部材を貫通していてもよい。
　この方法によれば、第２部材に孔部を形成する際に、貫通孔を形成できる。貫通孔は、中途止め（半貫通）の穴に比べて、加工の観点から形成しやすい。また、第１部材が第２部材を貫通しているため、第１部材の管の端部の両側から拡管加工を行うことができる。
　前記部材の接合方法は、前記第１部材の前記管部内に挿入可能な弾性体をさらに準備し、前記第１部材の前記管部内に前記弾性体を挿入し、前記弾性体を前記第１部材の前記管部の長手方向に圧縮して前記管部の径方向外側に向けて膨張させ、それによって前記第１部材を拡管することを含んでもよい。ここでの径方向外側という用語は、管部の長手方向に直交する方向を意味し、即ち管部の形状は円管に限らない。
　この方法によれば、弾性体の等方変形性のため、第１部材の管部を均等に拡管できる。そのため、局所的な負荷を軽減でき、局所的な変形を防止できる。従って、その他の接合方法に比べて、第１部材と第２部材とを高精度に嵌合でき、即ち接合強度を向上できる。
　前記部材の接合方法では、前記第２部材は、管状であり、内部を仕切る仕切壁を有し、前記第１部材の前記管部は、前記仕切壁を前記凹部内に配置するように、前記第２部材の前記孔部に挿入されてもよい。
　この方法によれば、仕切壁によって第２部材の剛性を向上できる。また、第２部材の内部にて第１部材の管部を拡管した際、管部は仕切壁にも当接し得る。そのため、接合部分が増えるために接合強度を向上できるとともに、仕切壁によって第１部材を支持できるために前述のように第１部材が倒れることも一層防止できる。また、仮に仕切壁にも孔部を設ける加工が必要となる場合、そのような複雑な加工は通常困難である。しかし、上記方法では、仕切壁を凹部内に配置するように、即ち凹部によって仕切壁を咥えこむように第１部材の管部を第２部材の孔部に挿入するため、仕切壁を避けて第１部材の管部を第２部材の孔部に挿入できる。従って、仕切壁には、孔部を設ける複雑な加工を施す必要がなく、加工性の観点から上記方法は有効である。
　前記部材の接合方法では、前記凹部は、前記第１部材の隣接する二つの前記管部の端部と、前記第１部材の隣接する二つの前記管部を接続し、前記係止壁と直交する二つの接続壁とから構成され、前記係止部は、前記接続壁の一部であってもよい。
　この方法によれば、接合状態において、二つの接続壁の一部である係止部が係止壁と当接するため、第１部材は接合部以外に二箇所で第２部材によって支持される。そのため、接合部以外に１箇所で支持する場合と比べると、前述の第１部材の突き抜けおよび倒れを効果的に防止できる。
　前記部材の接合方法では、前記凹部は、前記第１部材の隣接する二つの前記管部の端部と、前記第１部材の隣接する二つの前記管部を接続し、前記係止壁と直交する一つの接続壁とから構成され、前記係止部は、前記接続壁の一部であってもよい。
　この方法によれば、接続壁を一つのみ設けているため、容易に接続壁を形成でき、第１部材の突き抜けおよび倒れを簡易に防止できる。
　前記部材の接合方法では、前記凹部は、前記第１部材の二つ以上の前記管部のうちの一つの端部が切り欠かれた切欠部から構成され、前記係止部は、前記切欠部の一部であってもよい。
　この方法によれば、凹部および係止部を形成する際、前述のような接続壁を設ける必要なく、切削加工等によって切欠部を形成することで凹部および係止部を容易に形成できる。また、第１部材として例えば既存の二連管等を利用して凹部および係止部を後から形成することもできる。
　前記部材の接合方法では、前記第１部材は車両のバンパーステイであり、前記第２部材は車両のバンパービームであってもよい。
　この方法によれば、車両に前方からの衝突力が加えられた際、前述のようにバンパーステイがバンパービームを突き抜けることを防止できるため、衝突の際にバンパーステイが圧潰する。バンパーステイが圧潰すると、衝突のエネルギーが吸収されるため、キャビンに到達する前に衝突力を分散し、運転手を安全に保護できる。また、車両の側方から衝突力が加えられた際、前述のようにバンパーステイが倒れる（横倒れする）ことを防止できるため、バンパーステイがバンパービームから抜けることを防止できる。従って、バンパーの信頼性を向上できる。
　前記部材の接合方法では、前記第２部材の前記孔部は、バーリング加工されていてもよい。
　この方法によれば、バーリング加工により第１部材と第２部材との接合面積を増大できるため、接合強度を向上できる。
　本発明の実施形態に係る接合体は、同方向に延びる一体化された二つ以上の管部を備え、隣接する前記管部の間において前記管部の端面から前記管部の長手方向に延びる凹部を有し、前記凹部の一部が係止部となっている第１部材と、前記第１部材の前記管部をそれぞれ挿入可能な二つ以上の孔部が形成された係止壁を有する第２部材とが接合された接合体であって、前記第１部材の前記管部は、前記第２部材の前記孔部に挿入されており、かつ、前記係止部が前記第２部材の前記係止壁と当接しており、前記第２部材への挿入部が拡管された状態で前記第２部材と接合されている。
　この構成によれば、前述のように、第１部材が第２部材を突き抜けることを防止できるとともに、第１部材の倒れを防止できるため、接合体としての信頼性を向上できる。
　本発明の実施形態によれば、第１部材と第２部材とを接合する部材の接合方法またはこれらの接合体において、第１部材の長手方向に力が加えられた際に、接合部以外（係止部）に力を分散できるため、接合が解かれて第１部材が第２部材を突き抜けることを防止できる。
本発明の第１実施形態に係る部材の接合方法の第１工程の上方断面図。 図１のII-II線に沿った側方断面図。 図２のIII－III線に沿った後方断面図。 第１実施形態部材の接合方法によって接合されるバンパーステイの一部を示す斜視図。 本発明の第１実施形態に係る部材の接合方法の第２工程の上方断面図。 本発明の第１実施形態に係る部材の接合方法の第３工程の上方断面図。 第１実施形態に係る部材の接合方法の第１変形例の側方断面図。 図７のVIII－VIII線に沿った後方断面図。 第１変形例の部材の接合方法によって接合されるバンパーステイの一部を示す斜視図。 第１実施形態に係る部材の接合方法の第２変形例の側方断面図。 図１０のXI－XI線に沿った後方断面図。 第２変形例の部材の接合方法によって接合されるバンパーステイの一部を示す斜視図。 本発明の第２実施形態に係る部材の接合方法の第１工程の上方断面図。 本発明の第２実施形態に係る部材の接合方法の第２工程の上方断面図。 本発明の第２実施形態に係る部材の接合方法の第３工程の上方断面図。
　以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。本実施形態は、バンパーステイ（第１部材）１０とバンパービーム（第２部材）２０とを、ゴム（弾性体）３０を使用して接合する部材の接合方法に関する。以下で説明する各実施形態では、バンパーステイ１０およびバンパービーム２０の材料は特に限定されず、それぞれ任意の材料に対して本発明の各実施形態に係る部材の接合方法は適用され得る。
（第１実施形態）
　図１から図３を参照して、本実施形態の接合方法に使用される各構成部品の構造について説明する。
　バンパーステイ１０は、後述するバンパービーム２０と図示しない車両骨格とを接続する部材である。図１に示すように、一つのバンパービーム２０は、二つのバンパーステイ１０によって車両骨格と接続される。バンパーステイ１０において、車両骨格と接続される一端（図１において下端）は管部１１の長手方向に対して垂直な平坦面を有しているが、バンパービーム２０と接続される他端（図１において上端）はバンパービーム２０の傾斜に合わせて切断されている。図２に示すように、バンパーステイ１０は、同一方向に延びる同じ形状の二つの管部１１が側面にて接続壁１２によって接続されることで形成されている二連管である。接続壁１２は、バンパーステイ１０の長手方向において一端から他端に向けて延びている。ただし、接続壁１２は、バンパーステイ１０の二つの管部１１の端面（図２において左端）までは延びておらず、接合状態においてバンパーステイ１０の管部１１がバンパービーム２０に挿入される部分（挿入部）を除いた部分まで延びている。この接続壁１２と二つの管部１１の端部とによって、二つの管部１１の間に管部１１の端面から管部１１の長手方向に延びる凹部１３が形成されている。また、凹部１３を構成する接続壁１２の一部が後述するように係止部１２ａとなっている。図３に示すように、管部１１の長手方向に垂直な断面において、バンパーステイ１０の形状は、概ね矩形である。また、本実施形態では、二つの同じ形状の接続壁１２が設けられている。また、ここで説明したバンパーステイ１０の形状をより明確にするため、図４にバンパーステイ１０の一部の斜視図を示している。図４に示すように、凹部１３は、二つの管部１１の揃えられた端面と面一であり、二つの管部１１の間に設けられた開口１３ａを有している。係止部１２ａは、この開口１３ａから管部１１の長手方向に一段下がったところに位置している。このようなバンパーステイ１０は、例えばアルミニウム合金からなる押し出し材であってもよい。
　バンパービーム２０は、車両の前方に取り付けられ、衝撃から車両骨格（図示せず）を保護するためのものである。図１に示すように、バンパービーム２０は、水平方向に延びる車両に取り付けた際の前方側の前壁２１と、前壁２１と平行に配置された後方側の後壁２２と、前壁２１の両端部から傾斜して延びる二つの前方傾斜壁２３と、前方傾斜壁２３と平行に配置されており後壁２２の両端部から延びる二つの後方傾斜壁（係止壁）２４と、これらを上下において接続する水平な上壁２５および下壁２６とを備える。即ち、本実施形態のバンパービーム２０は、両端部が傾斜した管状である。二つの後方傾斜壁２４は、バンパーステイ１０の二つの管部１１がそれぞれ挿入される二つの孔部２４ａをそれぞれ有している（図３参照）。孔部２４ａは、バンパーステイ１０の管部１１の外形と概ね相似形の矩形状であり、バンパーステイ１０の外形に比べてわずかに大きく形成されている。また、バンパービーム２０は、内部空間を仕切る仕切壁２７を備える（図２参照）。仕切壁２７は、上壁２５および下壁２６と平行に配置され、前壁２１と後壁２２とを、かつ、前方傾斜壁２３と後方傾斜壁２４とを接続している。このようなバンパービーム２０は、例えばアルミニウム合金からなる押し出し材からなってもよい。
　ゴム３０は、管部１１の長手方向に延びる四角柱状である（図３参照）。ゴム３０の外形は、バンパーステイ１０に挿入できる程度にバンパーステイ１０の内形よりもわずかに小さく形成されている。ゴム３０の一端はゴム３０の長手方向に対して垂直な平坦面を有するが、他端はバンパービーム２０の形状に対応してゴム３０の長手方向に対して傾斜した平坦面を有する（図１参照）。これは前述のバンパーステイ１０と同様である。ゴム３０の材質は、例えば、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、ＣＮＲゴム（クロロプレンゴム＋ニトリルゴム）、又はシリコンゴムのいずれかを用いることが好ましい。また、ゴム３０の硬度はショアＡで３０以上であることが好ましい。
　図１に示すように、押子３１は、図示しないプレス装置等に取り付けられており、このプレス装置によって駆動されることでゴム３０を管部１１の長手方向に圧縮できる。押子３１は凸部３１ａを有している。凸部３１ａはゴム３０を押圧する部分である。凸部３１ａの端面である押圧面３１ｂは、凸方向に対して垂直な平坦面を有している。
　バンパーステイ１０と、バンパービーム２０とのかしめ接合は、以下の手順で実行される。
　まず、図１に示すように、前述のような構造を有する、バンパーステイ１０と、バンパービーム２０と、ゴム３０とを準備する。次いで、図２に示すように、バンパービーム２０の孔部２４ａにバンパーステイ１０を、接続壁１２が後方傾斜壁２４と当接するまで挿入する。このとき、接続壁１２は、後方傾斜壁２４に直交する向きに配置されているため、後方傾斜壁２４と点で当接するのではなく辺で当接する。また、このとき、バンパーステイ１０の管部１１は、仕切壁２７を凹部１３内に配置するように、バンパービーム２０の孔部２４ａに挿入されている。そして、バンパーステイ１０内にゴム３０を挿入する。
　ゴム３０の挿入後、図５に示すように、押子３１の凸部３１ａをバンパーステイ１０内に挿入し、ゴム３０をバンパーステイ１０の管部１１の長手方向に圧縮して圧縮方向に直交する方向に膨張させ、それによってバンパーステイ１０を拡管する。バンパーステイ１０は、拡管により、バンパービーム２０とかしめ接合される。
　かしめ接合後、図６に示すように、押子３１による圧縮を解除する。圧縮力が除去されたゴム３０は、自身の弾性力により元の形状に復元する。そのため、容易にバンパーステイ１０からゴム３０を取り除くことができる。
　本実施形態の部材の接合方法による効果を説明する。
　本実施形態によれば、バンパーステイ１０において管部１１の端部に凹部１３が設けられ、凹部１３の一部が係止部１２ａとなっている（図２，４参照）。即ち、係止部１２ａは、バンパーステイ１０の管部１１の端面と面一ではなく、バンパーステイ１０の管部１１の端面から一段下がった位置に設けられている。そのため、バンパーステイ１０の管部１１をバンパービーム２０の孔部２４ａに挿入した際、係止部１２ａはともに挿入されず、バンパービーム２０の外側にて後方傾斜壁２４と当接できる。従って、バンパーステイ１０の長手方向（車両の前後方向）に力が加えられた際、接合部だけでなくこの当接した部分でも力を受けることができる。このように接合部以外にも力を分散できるため、接合が解かれることを防止でき、バンパーステイ１０がバンパービーム２０を突き抜けることを防止できる。また、バンパーステイ１０の長手方向以外に例えばバンパービーム２０の長手方向（車両の幅方向）に力が加えられた場合でも、この当接した部分にてバンパーステイ１０がバンパービーム２０に支持されているため、接合が解かれてバンパーステイ１０が横倒れすることを防止できる。
　また、本実施形態によれば、ゴム３０の等方変形性のため、バンパーステイ１０の管部１１を均等に拡管できる。そのため、バンパーステイ１０に対する局所的な負荷を軽減でき、バンパーステイ１０の局所的な変形を防止できる。従って、その他の接合方法に比べて、バンパーステイ１０とバンパービーム２０とを高精度に嵌合でき、即ち接合強度を向上できる。
　また、本実施形態によれば、仕切壁２７によってバンパービーム２０の剛性を向上させている。また、バンパービーム２０の内部にてバンパーステイ１０を拡管した際、バンパーステイ１０の管部１１は仕切壁２７に対しても当接する。そのため、接合部分が増えるために接合強度を向上できるとともに、仕切壁２７によってバンパーステイ１０を支持できるために前述のようにバンパーステイ１０が倒れることを一層防止できる。また、仮に仕切壁２７にも孔部２４ａを設ける加工が必要となる場合、そのような複雑な加工は通常困難である。しかし、上記方法では、仕切壁２７を凹部１３内に配置するように、即ち凹部１３によって仕切壁２７を咥えこむようにバンパーステイ１０の管部１１をバンパービーム２０の孔部２４ａに挿入するため、仕切壁２７を避けてバンパーステイ１０の管部１１をバンパービーム２０の孔部２４ａに挿入できる。従って、仕切壁２７には、孔部２４ａを設ける複雑な加工を施す必要がなく、加工性の観点から上記方法は有効である。なお、バンパービーム２０の仕切壁２７は設けられていることが好ましいが、本発明に必須ではない。
　また、本実施形態によれば、接合状態において、二つの接続壁１２の一部である係止部１２ａが後方傾斜壁２４と当接するため、バンパーステイ１０は接合部以外に二箇所でバンパービーム２０によって支持される。そのため、接合部以外に１箇所で支持する場合と比べると、前述のバンパーステイ１０の突き抜けおよび倒れを効果的に防止できる。
　また、本実施形態によれば、車両に前方からの衝突力が加えられた際、前述のようにバンパーステイ１０がバンパービーム２０を突き抜けることを防止できるため、衝突の際にバンパーステイ１０が圧潰する。バンパーステイ１０が圧潰すると、衝突のエネルギーが吸収されるため、キャビンに到達する前に衝突力を分散し、運転手を安全に保護できる。また、車両の側方から衝突力が加えられた際、前述のようにバンパーステイ１０が倒れる（横倒れする）ことを防止できるため、バンパーステイ１０がバンパービーム２０から抜けることを防止できる。従って、バンパーの信頼性を向上できる。なお、本発明の適用対象としてバンパー（接合体）を上記のように例示したがバンパー以外にも拡管接合を伴う接合体であれば本発明は適用可能である。
　図７から図９に示すのは、本実施形態の第１変形例である。本変形例のように、バンパーステイ１０の接続壁１２は一つであってもよい。
　本変形例によれば、接続壁１２が一つのみであるため、容易に接続壁１２を形成でき、バンパーステイ１０の突き抜けおよび倒れを簡易に防止できる。
　図１０から図１２に示すのは本実施形態の第２変形例である。本変形では、バンパーステイ１０に接続壁１２（図４，１０参照）が設けられておらず、バンパーステイ１０の二つの管部１１のうちの一つが切り欠かれて切欠部（凹部）１４が形成されている。本変形例では、バンパーステイ１０を構成する二つの管部１１は一方が相対的に他方よりも大きく、本変形例の切欠部１４は相対的に大きな管部１１の側端部を矩形に切り欠いて形成されている。また、切欠部１４の一部が、バンパービーム２０の後方傾斜壁２４と当接する部分である係止部１４ａとなっている。
　本変形例によれば、切欠部１４を形成する際、前述のような接続壁１２を設ける必要なく、切削加工等によって切欠部１４を容易に形成できる。また、バンパーステイ１０として例えば既存の二連管等を利用して切欠部１４を後から形成することもできる。
　また、バンパービーム２０の孔部２４ａは、バーリング加工されていてもよい。バーリング加工によりバンパーステイ１０とバンパービーム２０との接合面積を増大できるため、接合強度を向上できる。
（第２実施形態）
　図１３から図１５に示す第２実施形態の部材の接合方法では、バンパーステイ１０がバンパービーム２０を完全に貫通している。これに関すること以外は、図１から図６の第１実施形態の部材の接合方法と同様である。従って、図１から図６に示した部分と同様の部分については同様の符号を付して説明を省略する。
　図１３に示すように、本実施形態では、バンパーステイ１０がバンパービーム２０を貫通している。バンパーステイ１０およびゴム３０の両端の形状は、管部１１およびゴム３０の長手方向に対して垂直な平坦面をそれぞれ有している。バンパービーム２０の前方傾斜壁２３には、後方傾斜壁２４と同心に同形状の孔部２３ａが設けられている。押子３１は、一つのバンパーステイ１０の両端部に対して配置されており、即ち二つ配置されており、バンパーステイ１０の両端部から押子３１を挿入する。
　図１４に示すように、かしめ接合する際、本実施形態では、一方の押子３１を固定して配置し、他方の押子３１をバンパーステイ１０の端部から挿入する。そして、押子３１によって、ゴム３０をバンパーステイ１０の管部１１の長手方向に圧縮して圧縮方向と直交する方向に膨張させ、それによってバンパーステイ１０の管部１１を拡管する。バンパーステイ１０の管部１１は、拡管により、バンパービーム２０の二つの孔部２３ａ，２４ａとかしめ接合される。即ち、本実施形態では、一つのバンパーステイ１０が少なくとも２箇所（二つの孔部２３ａ，２４ａ）でバンパービーム２０とかしめ接合される。
　図１５に示すように、かしめ接合後、押子３１による圧縮を解除し、圧縮力が除去されたゴム３０は、自身の弾性力により元の形状に復元する。そのため、容易にバンパーステイ１０からゴム３０を取り除くことができる。
　本実施形態によれば、バンパービーム２０に孔部２３ａ，２４ａを形成する際に、貫通孔を形成できる。貫通孔は、中途止め（半貫通）の穴に比べて、加工の観点から形成しやすい。また、バンパーステイ１０がバンパービーム２０を貫通しているため、バンパーステイ１０の管の両端部のいずれからもゴム３０を挿入できるため、第１実施形態に比べて利便性が向上している。また、２箇所でかしめ接合しているためによる第１実施形態に比べて接合強度が向上している。
　以上より、本発明の具体的な実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、個々の実施形態の内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。また、バンパーステイ１０は、三つ以上の管部１１が接続されて形成されてもよい。また、拡管加工は全ての管部１１に対して施されず、一部の管部１１のみが拡管されてかしめ接合されてもよい。また、拡管加工もゴム３０を使用したものに限定されず、電磁成形または機械加工等であってもよい。
　　１０　バンパーステイ（第１部材）
　　１１　管部
　　１２　接続壁
　　１２ａ　係止部
　　１３　凹部
　　１３ａ　開口
　　１４　切欠部（凹部）
　　１４ａ　係止部
　　２０　バンパービーム（第２部材）
　　２１　前壁
　　２２　後壁
　　２３　前方傾斜壁
　　２３ａ　孔部
　　２４　後方傾斜壁（係止壁）
　　２４ａ　孔部
　　２５　上壁
　　２６　下壁
　　２７　仕切壁
　　３０　ゴム（弾性体）
　　３１　押子
　　３１ａ　凸部
　　３１ｂ　押圧面

Claims (10)

  1. 　同方向に延びる一体化された二つ以上の管部を備え、隣接する前記管部の間には前記管部の端面から前記管部の長手方向に延びる凹部が設けられており、前記凹部の一部が係止部となっている第１部材と、前記第１部材の前記管部をそれぞれ挿入可能な二つ以上の孔部が形成された係止壁を有する第２部材とを準備し、
    　前記第２部材の前記孔部に前記第１部材の前記管部を、前記係止部が前記係止壁と当接するまで挿入し、
    　前記第１部材の前記管部のうち前記第２部材への挿入部を拡管することによって前記第２部材にかしめ接合する
    　ことを含む、部材の接合方法。
  2. 　前記第１部材は、前記第２部材を貫通している、請求項１に記載の部材の接合方法。
  3. 　前記第１部材の前記管部内に挿入可能な弾性体をさらに準備し、
    　前記第１部材の前記管部内に前記弾性体を挿入し、
    　前記弾性体を前記第１部材の前記管部の長手方向に圧縮して前記管部の径方向外側に向けて膨張させ、それによって前記第１部材を拡管する
    　ことを含む、請求項１または請求項２に記載の部材の接合方法。
  4. 　前記第２部材は、管状であり、内部を仕切る仕切壁を有し、
    　前記第１部材の前記管部は、前記仕切壁を前記凹部内に配置するように、前記第２部材の前記孔部に挿入される、請求項１または請求項２に記載の部材の接合方法。
  5. 　前記凹部は、前記第１部材の隣接する二つの前記管部の端部と、前記第１部材の隣接する二つの前記管部を接続し、前記係止壁と直交する二つの接続壁とから構成され、
    　前記係止部は、前記接続壁の一部である、請求項１または請求項２に記載の部材の接合方法。
  6. 　前記凹部は、前記第１部材の隣接する二つの前記管部の端部と、前記第１部材の隣接する二つの前記管部を接続し、前記係止壁と直交する一つの接続壁とから構成され、
    　前記係止部は、前記接続壁の一部である、請求項１または請求項２に記載の部材の接合方法。
  7. 　前記凹部は、前記第１部材の二つ以上の前記管部のうちの一つの端部が切り欠かれた切欠部から構成され、
    　前記係止部は、前記切欠部の一部である、請求項１または請求項２に記載の部材の接合方法。
  8. 　前記第１部材は車両のバンパーステイであり、前記第２部材は車両のバンパービームである、請求項１に記載の部材の接合方法。
  9. 　前記第２部材の前記孔部は、バーリング加工されている、請求項１または請求項２に記載の部材の接合方法。
  10. 　同方向に延びる一体化された二つ以上の管部を備え、隣接する前記管部の間において前記管部の端面から前記管部の長手方向に延びる凹部を有し、前記凹部の一部が係止部となっている第１部材と、前記第１部材の前記管部をそれぞれ挿入可能な二つ以上の孔部が形成された係止壁を有する第２部材とが接合された接合体であって、
    　前記第１部材の前記管部は、前記第２部材の前記孔部に挿入されており、かつ、前記係止部が前記第２部材の前記係止壁と当接しており、前記第２部材への挿入部が拡管された状態で前記第２部材と接合されている、接合体。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019049536A1 (ja) * 2017-09-05 2019-03-14 株式会社神戸製鋼所 バンパーシステム
WO2020100483A1 (ja) * 2018-11-14 2020-05-22 株式会社神戸製鋼所 ビード形成方法および構造部材
JP2021164946A (ja) * 2020-04-08 2021-10-14 株式会社神戸製鋼所 構造体の製造方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6573517B2 (ja) * 2015-09-28 2019-09-11 株式会社神戸製鋼所 バンパー部材の接合方法及びバンパー構造体
JP6760873B2 (ja) * 2017-03-24 2020-09-23 株式会社神戸製鋼所 車両用構造体
JP6756792B2 (ja) * 2018-09-27 2020-09-16 本田技研工業株式会社 車体後部構造
JP6799878B1 (ja) * 2020-06-16 2020-12-16 松本工業株式会社 接合部材の製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011105302A (ja) * 2009-10-19 2011-06-02 Showa Denko Kk 車両用バンパービームおよびその製造方法
JP2016147309A (ja) 2015-02-06 2016-08-18 株式会社神戸製鋼所 部材の接合方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1097014B (it) * 1978-07-11 1985-08-26 Nuovo Pignone Spa Sistema perfezionato per il bloccaggio a tenuta di un tubo ad una piastra tubiera
DE19517922A1 (de) * 1995-05-16 1996-11-21 Bayerische Motoren Werke Ag Fahrzeugrahmen
JP2000344029A (ja) * 1999-06-08 2000-12-12 Tokai Rubber Ind Ltd バンパー取付け構造
JP2003146159A (ja) * 2001-11-08 2003-05-21 Toyota Motor Corp バンパーリインフォースの製造方法及びバンパーリインフォース
JP4375990B2 (ja) * 2003-04-08 2009-12-02 株式会社神戸製鋼所 フランジ付き管状部材の製造方法
FR2855437B1 (fr) * 2003-05-30 2005-08-26 Valeo Thermique Moteur Sa Procede de fabrication d'un boitier absorbeur d'energie pour poutre pare-chocs de vehicule automobile
DE102008029634A1 (de) * 2008-02-15 2009-08-27 Alcan Technology & Management Ag Stoßfänger mit Halterungen für ein Fahrzeug
JP4324240B1 (ja) * 2008-02-27 2009-09-02 株式会社神戸製鋼所 バンパー構造
JP5049210B2 (ja) * 2008-06-25 2012-10-17 株式会社神戸製鋼所 バンパーステイ
JP5085445B2 (ja) * 2008-07-08 2012-11-28 株式会社神戸製鋼所 車両のバンパーシステム
US8919834B2 (en) * 2011-06-29 2014-12-30 Magna International Inc. Bumper assembly and method
KR101273020B1 (ko) * 2011-09-08 2013-06-10 현대하이스코 주식회사 핫 프레스 포밍 빔을 이용하여 경량화가 용이한 범퍼 백빔
JP5837446B2 (ja) * 2012-03-14 2015-12-24 アイシン精機株式会社 クラッシュボックス及びバンパー装置
KR101316876B1 (ko) * 2012-07-03 2013-10-08 기아자동차주식회사 차량용 범퍼 어셈블리
KR101456465B1 (ko) * 2012-12-17 2014-10-31 주식회사 성우하이텍 차량용 범퍼 스태이 유닛
KR102054508B1 (ko) * 2013-04-02 2019-12-10 주식회사 성우하이텍 차량용 범퍼 스테이 및 그를 이용한 범퍼빔 유닛

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011105302A (ja) * 2009-10-19 2011-06-02 Showa Denko Kk 車両用バンパービームおよびその製造方法
JP2016147309A (ja) 2015-02-06 2016-08-18 株式会社神戸製鋼所 部材の接合方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3597325A4

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019049536A1 (ja) * 2017-09-05 2019-03-14 株式会社神戸製鋼所 バンパーシステム
WO2020100483A1 (ja) * 2018-11-14 2020-05-22 株式会社神戸製鋼所 ビード形成方法および構造部材
JP2020078823A (ja) * 2018-11-14 2020-05-28 株式会社神戸製鋼所 ビード形成方法および構造部材
JP2021164946A (ja) * 2020-04-08 2021-10-14 株式会社神戸製鋼所 構造体の製造方法
WO2021205796A1 (ja) * 2020-04-08 2021-10-14 株式会社神戸製鋼所 構造体の製造方法
JP7397743B2 (ja) 2020-04-08 2023-12-13 株式会社神戸製鋼所 構造体の製造方法

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