JP4111943B2 - バンパーステイ - Google Patents
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Description
なお、電磁成形とは、電気エネルギーの投入により、電磁成形用コイル18がきわめて短時間の強力な磁場を形成し、この磁場内におかれたワーク(被加工物)が磁場の反発力(フレミングの左手の法則に従ったLorentz力)によって強い拡張力や収縮力を受けて、高速で塑性変形することを利用し、ワークを所定形状に成形する技術である。電磁成形自体は、下記特許文献2〜5及び非特許文献1にも記載されているように、公知技術である。
さらに、下記特許文献9には、横圧壊型のバンパーステイ本体の中空内部に中空の軸部材を配置したバンパーステイが記載されている。
また、図15(c)に示す横圧壊型のバンパーステイは、製造コストが安く、バンパーリインフォースの端部取付箇所が車幅方向に対し傾斜又は湾曲していても、容易に対応できる利点がある。しかし、小さい衝撃力でリブが座屈変形し、縦圧壊型に比べて重量比エネルギー吸収量が小さく、優位な軽量化効果が得られないという問題がある。
前記バンパーステイにおいて、中空部材は、複数個の開断面の部材を組み合わせて構成することもできる。ここで、開断面の部材には、単なる平らな板材も含まれる。
また、前記バンパーステイにおいて、中空部材として、例えば押出材のように、長さ方向に垂直な面内での断面形状が同一な金属製形材を用いることができる。金属製形材には押出材だけでなく例えば金属板をプレス加工して製造した形材が含まれ、材質は軽量化の点でアルミニウム合金が望ましいが、鋼材など他の金属を用いることもできる。この金属製形材は複数個の開断面の形材を組み合わせて構成することもできる。ここで、開断面の形材には、単なる平らな板材も含まれる。
他部材の取付性の観点から、前記軸部材の先端が前記フランジの取付部と同一面上又はそれより内側に位置することが望ましい。具体的構造として、軸部材の先端が穴から前方に突出しないようにすれがよいが、例えば前記フランジに段差をもたせ、取付部が前方側に位置するようにし、前記穴を形成する位置を取付部より後退した位置にすれば、仮に軸部材の先端が前記フランジの穴から前方側に突出していても、該先端を前記フランジの取付部と同一面上又はそれより内側に位置させることができる。
図1に示すバンパーステイ20は、バンパーリインフォースの傾斜した端部取付箇所(図15参照)に配置されるもので、それぞれアルミニウム合金押出材からなる中空部材21と軸部材22からなる。
この状態で軸素材41を中空部材21に対して位置決めし、軸素材41内に電磁成形用コイル体42を挿入し、電気エネルギーを投入して、電磁成形を行い、軸素材41を放射方向に拡径する。これにより、先に説明したバンパーステイ20を得ることができる。
この形態の場合、軸部材51の張出部52がリブ48,49により強く押し付けられ、両者の密着がより強化される。
この形態の場合、リブ57,58間の間隔が広いため、荷重付加時の安定度が増す。一方、リブ57,58と軸部材59の間隔が広いため、電磁成形時に軸部材59が瞬間的に拡管して穴(中空部材21の穴29,33参照)の内周面を放射方向に押し広げようとする力が作用したとき、第1,第2フランジ55,56に歪みが生じやすい。なお、中空部材21の場合、第1,第2フランジ23,24の取付部28,32がリブ25,26の外側に位置する(リブ25,26が穴29,33の近傍にある)ため、該リブ25,26が支えとなって、電磁成形時の第1,第2フランジ23,24の歪みが抑えられる。また、バンパーステイ20は、取付部28,32がリブ25,26の外側に位置するため、バンパーリインフォース及びサイドメンバーとの取り付けが行いやすい。
中空部材75は、それぞれアルミニウム合金押出材からなる2つの板状部材77,78(図12,13参照)を組み合わせて構成したものであり、板状の第1フランジ79、第2フランジ80及びこれらを連結する一対のリブ81,82からなる。第1フランジ79は段差を有し、中央部83がバンパーリインフォースに当接する取付部84より傾斜部85を介して後退した位置にあり、前記中央部83に軸部材76を取り付けるための穴86が形成されている。第2フランジ80には段差がなく、全体がサイドメンバーに当接する取付部に相当し、そのほぼ中央に軸部材76を取り付けるためのバーリング穴87が形成されている。穴86,87は、いずれも第2フランジ80に垂直な方向にみたとき円形をなす(穴86は中央部83に垂直な方向にみたとき若干楕円形をなす)。
前記部材77,78を組み合わせて中空部材75を構成したとき、外側部88と外側部93が重なって前記取付部84となり、傾斜部89と傾斜部94の上端部が重なって前記傾斜部85となり、部材78の傾斜部94は前記リブ81,82となる。作業用穴90と作業用切り欠き91はちょうどサイドメンバー取付用のボルト穴95に対応する位置にきて、工具を差し入れてボルト締めができるようになっている。また、ボルト穴92とボルト穴96が重なり、図11に示すように、ここにスタッドボルト97が打ち込まれ、又はピアスナット98が固定される。
この状態で軸素材102を中空部材75に対して位置決めし、軸素材102内に電磁成形用コイル体103を挿入し、電気エネルギーを投入して、電磁成形を行い、軸素材102を放射方向に拡径する。これにより、先に説明したバンパーステイ74を得ることができる。
21,45,54,62,75 中空部材
22,51,59,69,76 軸部材
23,46,55,63,79 第1フランジ
24,47,56,64,80 第2フランジ
25,26,48,49,57,58,81,82 リブ
29,30,67,68,86 穴
37,38,71,72,99,100 拡開部
39,52,60,101 張出部
77,78 板状部材
87 バーリング穴
Claims (9)
- それぞれ他部材の被取付部に当接する取付部を有し互いに間隔を開けて配置された第1,第2フランジ、及び前記第1,第2フランジを連結する一対のリブからなる中空部材と、管状のアルミニウム合金押出材からなり各端部が前記第1,第2フランジに固定された軸部材により構成され、前記第1,第2フランジの前記一対のリブの間の部分に穴が形成され、前記軸部材の各端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴の内周面に密着し、前記軸部材の前記第1及び第2フランジに挟まれた部分が電磁成形による拡管により放射方向に張り出し、前記軸部材の先端が前記フランジの取付部と同一面上又はそれより内側に位置していることを特徴とするバンパーステイ。
- 前記フランジが段差を有し、前記穴が形成された箇所が前記取付部より後退した位置にあり、前記軸部材の先端が前記フランジの穴から前方側に突出し、かつ放射方向に拡開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ステイ。
- 前記フランジに形成された穴が前方側からバーリング加工されたもので、前記軸部材の端部が前記穴の内周面に沿って放射方向に拡開し、かつその先端が前記穴から前方に突出していないことを特徴とする請求項1に記載されたバンパーステイ。
- 前記第1フランジが段差を有し、前記第1フランジの前記穴が形成された箇所が前記取付部より後退した位置にあり、前記軸部材の先端が前記第1フランジの穴から前方側に突出し、かつ放射方向に拡開しており、前記第2フランジに形成された穴が前方側からバーリング加工されたもので、前記軸部材の端部が前記穴の内周面に沿って放射方向に拡開し、かつその先端が前記穴から前方に突出していないことを特徴とする請求項1に記載されたバンパーステイ。
- 前記中空部材が、長さ方向に垂直な面内での断面形状が同一なアルミニウム合金形材からなることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載されたバンパーステイ。
- 前記中空部材が押出材からなることを特徴とする請求項5に記載されたバンパーステイ。
- 前記中空部材が複数個の開断面の部材を組み合わせてなる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ステイ。
- 前記第1フランジ又は/及び第2フランジの取付部が前記一対のリブの外側に位置することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載されたバンパーステイ。
- 前記第1フランジ又は/及び前記第2フランジの前記穴が形成された箇所が、軸部材の軸方向に対し垂直な面から傾斜していることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載されたバンパーステイ。
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