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発明の名称 取付構造体
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−153163(P2007−153163A)
公開日 平成19年6月21日(2007.6.21)
出願番号 特願2005−351983(P2005−351983)
出願日 平成17年12月6日(2005.12.6)
代理人 【識別番号】100100974
【弁理士】
【氏名又は名称】香本 薫
発明者 今村 美速 / 江口 法孝 / 藤井 孝人
要約 課題
バンパーリインフォースに形成した取付穴に円筒形のステイ素材を挿入し、電磁成形により拡管して前記取付穴に固定したバンパー構造体において、ステイの固定をより強固にするとともに、電磁成形に伴うバンパーリインフォースの変形を抑制する。

解決手段
バンパーリインフォース11は矩形の輪郭の内側にリブ11eを有する。前壁11a、リブ11e及び後壁11bに、前壁11aから後壁11bまで貫通する取付穴13が形成され、ステイ素材がその取付穴13に挿入され、電磁成形により拡管される。成形されたステイ12は、前壁1aと後壁1b及びリブ1eの取付穴内面に密着し、かつその前後で外径方向に張り出し、これによりバンパーリインフォース11に強固に固定される。リブ11eがあるため、バンパーリインフォース11の断面形状の変形が抑制される。
特許請求の範囲
【請求項1】
前壁と後壁及びその間に形成されたリブを有する第1部材と、前記第1部材に取り付けられた筒状の第2部材からなり、前記第1部材はアルミニウム合金押出材からなり、前記前壁と後壁及びリブに前壁から後壁まで貫通する取付穴が形成され、前記第2部材がアルミニウム合金押出材からなり、前記取付穴に嵌り、電磁成形による拡管作用を受けて前記前壁と後壁及びリブの取付穴の内面に密着し、かつ前記前壁と後壁及びリブの間の空間で外径方向に張り出していることを特徴とする取付構造体。
【請求項2】
第2部材の前端が第1部材の前壁より前方に突出し、少なくとも前壁近傍において拡管作用を受けて外径方向に張り出し、又は/及び第2部材の後端が第1部材の後壁より後方に突出し、少なくとも後壁近傍において拡管作用を受けて外径方向に張り出していることを特徴とする請求項1に記載された取付構造体。
【請求項3】
第1部材が前記前壁と後壁を含む矩形の輪郭を有することを特徴とする請求項1又は2に記載された取付構造体。
【請求項4】
前壁と後壁に対し平行に形成されたリブ又は/及び垂直に形成されたリブを有することを特徴とする請求項3に記載された取付構造体。
【請求項5】
前記第1部材がバンパーリインフォース、前記第2部材がバンパーステイであ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取付構造体。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、第1部材に形成した取付穴に第2部材を嵌め、第2部材を電磁成形により拡管して第2部材を第1部材に固定した取付構造体、例えばバンパーリインフォース(第1部材)とステイ(第2部材)からなるパンパー構造体に関する。
【背景技術】
【0002】
乗用車やトラック等の自動車車体の前端(フロント)及び後端(リア)に設置されるバンパー内部には、補強部材としてバンパーリインフォースが設けられている。バンパーリインフォースは一般に荷重方向に略垂直に向く前壁と後壁、及びそれらを連結する横壁を有する断面中空の部材であり、後方側から一対のステイにより支持され、各ステイは後端がサイドメンバ(フロント又はリア)の前端に固定されている。なかには、サイドメンバの前端にバンパーリインフォースが直接固定された車体もある。
なお、バンパー構造体に関して、車両のフロント側、リア側に関わらず、衝突面側を前とする。
【0003】
バンパーリインフォースとステイの取り付けは、通常、ボルト・ナットによる締結又は溶接により行われている。一方、下記特許文献1には、図8に示すように、アルミニウム合金押出材からなるバンパーリインフォース1に前後に貫通する取付穴を形成し、この取付穴に同じくアルミニウム合金押出材からなるステイ2を嵌め入れ、ステイ2を電磁成形により拡管してバンパーリインフォース1に固定したバンパー構造体が提案されている。
そのほか、下記特許文献2〜4には、一方の部材に形成した取付穴に他方の部材を挿入し、電磁成形により他方の部材を拡管することにより2つの部材を結合する技術が記載されている。
【0004】
【特許文献1】特開2004−237818号公報(図4,図5)
【特許文献2】特開2002−160032号公報
【特許文献3】特開2002−86228号公報
【特許文献4】特開平9−166111号公報
【0005】
特許文献1に記載されているように、バンパーリインフォースとステイがボルト・ナットによる締結又は溶接により取り付けられている場合、ポール衝突やオフセットバリヤ衝突時に取付部に発生する引っ張り荷重により、バンパーリインフォースとステイが分離することがある。しかし、特許文献1により提案されたバンパー構造体は、その分離を防止して、衝突時の反力の低下、座屈の急速な進行及び変位の拡大を防止することができる。またバンパーリインフォースとステイの強固な固定により、高い剛性のバンパー構造体を得ることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
一方、図8に示すバンパー構造体において、ステイ2はバンパーリインフォース1の前壁側と後壁側の2箇所で固定されているのみであり、バンパーリインフォースとステイの一層強固な固定が求められている。特にステイは一般に円形断面のものが用いられるから、回り止めの結合力についてより強固なものが求められている。
また、このバンパー構造体では、電磁成形したステイ2の近傍においてバンパーリインフォース1の矩形断面に変形が生じるという問題もある。図9(a)は電磁成形前の状態を示し、バンパーリインフォース1は正確な矩形断面であるが、図9(b)に示す電磁成形後は、ステイ2の拡管によってステイ2がバンパーリインフォース1の前壁1aと後壁1bに固定されると共に、ステイの中間部の張り出しにより前記前壁1aと後壁1bが互いに引っ張られ、前壁1aと後壁1bの間隔が縮み、それに伴い両横壁1c,1dが内向きに湾曲する。
【0007】
従って、本発明は、第1の部材(例えばバンパーリインフォース)に第2の部材(例えばステイ)を電磁成形による拡管作用を利用して取り付けて得られた取付構造体において、その固定をより強固にすることを主たる目的とする。また、電磁成形時に第1の部材に生じる変形を抑制することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係る取付構造体は、前壁と後壁及びその間に形成されたリブを有する第1部材と、前記第1部材に取り付けられた筒状の第2部材からなり、前記第1部材はアルミニウム合金押出材からなり、前記前壁と後壁及びリブに前壁から後壁まで貫通する取付穴が形成され、前記第2部材がアルミニウム合金押出材からなり、前記取付穴に嵌り、電磁成形による拡管作用を受けて前記前壁と後壁及びリブの取付穴の内面に密着し、かつ前記前壁と後壁及びリブの間の空間で外径方向に張り出していることを特徴とする。
第1部材は望ましくは前記前壁と後壁を含む矩形の輪郭を有し、その輪郭内部に前記リブが形成されている。このリブは、前壁と後壁に対し平行又は/及び垂直に形成されたものであることが望ましい。前記第1部材は例えばバンパーリインフォースであり、その場合は前記第2部材は一般的にバンパーステイ、あるいはサイドメンバの前端にバンパーリインフォースが直接固定される場合、前記第2部材はサイドメンバである。
前記取付構造体の典型的な形態を挙げると、第2部材の前端が第1部材の前壁より前方に突出し、少なくとも前壁近傍において拡管作用を受けて外径方向に張り出し、又は/及び第2部材の後端が第1部材の後壁より後方に突出し、少なくとも後壁近傍において拡管作用を受けて外径方向に張り出している。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、第1の部材と第2の部材を電磁成形による拡管作用を利用して取り付けて得られた取付構造体において、その固定をより強固にすることができる。また、電磁成形時に第1の部材に生じる変形を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、図1〜図7を参照して、本発明に係る取付構造体をより具体的に説明する。ここに開示するのは、全てバンパーリインフォースとステイからなるバンパー構造体の例である。
図1,2において、バンパーリインフォース11とステイ12はともにアルミニウム合金押出材からなる。バンパーリインフォース11は前壁11a、後壁11b及び横壁11c,11dからなる断面矩形の輪郭を有し、前壁11a、後壁11bの中央位置にそれらに平行なリブ11eを有し、両端部が車体後方側に曲げられて傾斜し、その傾斜部の前壁11aと後壁11b及びリブ11eに、前壁11aから後壁11bまで前後方向に貫通する取付穴13が形成されている。取付穴13は前後方向にみたとき円形とされている。ステイ素材(電磁成形前のステイ)14は、取付穴13の内径より若干小さい外径の円形断面を有し、先端がバンパーリインフォース11の傾斜に平行に斜めに切断されている。
【0011】
図2(a)に示すように、バンパーリインフォース11に形成された取付穴13にステイ素材14を嵌入し、その先端を前壁11aから前方に所定長さ突出させると共に、先端の傾斜をバンパーリインフォース11の傾斜に平行に合わせ、前記特許文献1(特に図5参照)に記載された方法と同様に、後壁11bから後方に突出した部分の周囲を、ステイ素材14より内径の大きい金型15(図1の仮想線参照)で包囲するとともに、ステイ素材14の内部に図示しない電磁成形コイルを挿入し、該コイルに瞬間大電流を流し、ステイ素材14をその全長にわたって拡管する。
【0012】
これにより、図1及び図2(b)に示すように、ステイ素材14は、前壁11a、リブ11e及び後壁11bに形成された取付穴13の内周面に密着するとともに、前壁11aの前方に突出した部分が外径方向に張り出して拡開部12aが形成され、前壁11aとリブ11eの間及びリブ11eと後壁11bの間の空間で外径方向に膨出して張出部12b,12cが形成され、後壁11bの後方に突出した部分が外径方向に張り出して軸部12dが形成され(金型16の内周面に規制される)、後端が外径方向に張り出して拡開したフランジ12eが形成され(金型16の端面に規制される)、ステイ12となる。
なお、フランジ12eはサイドメンバの先端にボルト締結又は溶接により取り付けるためのものである。
ステイ12は、前壁11a、リブ11e及び後壁11bの3箇所において取付穴13の内周面に密着し、かつ前壁11a、リブ11e及び後壁11bの前後がそれぞれ取付穴13の径以上に外径方向に張り出しているため、バンパーリインフォース11に強固に結合され、回り止めも強化される。また、リブ11eがあるため横壁11c,11dの湾曲が抑制される。
【0013】
図3は本発明に係るバンパー構造体の他の例である。図1に示すステイ12は、軸部12dが全長にわたり外径方向に張り出していたが、図3に示すステイ22は、軸部22dのうちバンパーリインフォース11の後壁11bの近傍(張出部22da)のみが外径方向に張り出し、張出部22daより後方側は実質的に張り出していない。ステイ22とステイ12はこの点のみが異なるが、バンパーリインフォース11への結合はステイ12と同レベルの強度で行われる。
ステイ22は、図3に仮想線で示すように、ステイ素材14(図2(a)参照)の外径にほぼ等しい内径の金型25で、該ステイ素材14の後壁11bの近傍を除く部分を包囲し、電磁成形時に後壁11bの近傍のみで自由な張り出しを行わせることで成形できる。このとき、フランジ22eも同時に成形することができる。
あるいは、ステイ素材14の代わりに、予めフランジ22eのみを後端部に形成したステイ素材を用いることもできる。この場合、金型25はなくてもよく、電磁成形コイルによる拡管作用を、ステイ素材のバンパーリインフォース11内の部分及びその近傍のみに与えることにより、ステイ22を成形することができる。
【0014】
図4は本発明に係るバンパー構造体の他の例である。図4に示すステイ32は、バンパーリインフォース11の前壁11aの前方側に拡開部が形成されず(突出していない)、また軸部32dの後壁11b近傍に張出部が形成されていない点で図3に示すステイ22と異なり、他の点で同一である。ステイ32は、前壁11a、リブ11e及び後壁11bの3箇所において取付穴13の内周面に密着し、前壁11aの前方側と後壁11bの後方側は張り出していないが、前壁11a、リブ11e及び後壁11bの間がそれぞれ取付穴13の径以上に外径方向に張り出している。そのため、ステイ32はバンパーリインフォース11に強固に結合され、回り止めも強化されている。
ステイ32は、図4に仮想線で示すように、ステイ素材14(図2(a)参照)の外径にほぼ等しい内径の金型35で、該ステイ素材14を囲し、電磁成形時することで成形できる。このとき、フランジ32eも同時に成形することができる。
あるいは、ステイ素材14の代わりに、予めフランジ32eのみを後端部に形成したステイ素材を用いることもできる。この場合、金型35はなくてもよく、電磁成形コイルによる拡管作用を、ステイ素材のバンパーリインフォース11内の部分に与えることにより、ステイ32を成形することができる。
【0015】
図5は本発明に係るバンパー構造体の他の例である。このバンパー構造体において、バンパーリインフォース21の断面が田形であり、前壁21a、後壁21b、横壁21c,21dからなる断面矩形の輪郭の内部に直交する2つのリブ21e,21fを有し、取付穴(前後方向にみたとき円形)が前壁21a、リブ21e、リブ21f及び後壁21bを前後方向に貫通して形成されている。ステイ42は、図1,2に示すステイ12と同様の方法でバンパーリインフォース21に取り付けられ、バンパーリインフォース21の内部では、前壁21a、リブ21e、リブ21f及び後壁21bに形成された取付穴の内周面に密着し、かつ前壁21a、リブ21e及びリブ21fの間の空間、及びリブ21e、後壁21b及びリブ21fの間の空間で外径方向に膨出して、張出部42b1,42b2,42c1,42c2が形成されている。このバンパー構造体では、図1の例と比較すると、リブ21fがある分、バンパーリインフォース21への結合がより強固に行われ、回り止めが強化され、かつ電磁成形に伴うバンパーリインフォース21の断面の変形が一層抑制できる。
【0016】
図6は本発明に係るバンパー構造体の他の例である。このバンパー構造体において、バンパーリインフォース31の断面が日形であり、前壁31a、後壁31b、横壁31c,31dからなる断面矩形の輪郭の内部に水平方向のリブ31fを有し、取付穴(前後方向にみたとき円形)が前壁31a、リブ31f及び後壁31bを前後方向に貫通して形成されている。ステイ52は、図1,2に示すステイ12と同様の方法でバンパーリインフォース31に取り付けられ、バンパーリインフォース31の内部では、前壁31a、リブ31f及び後壁31bに形成された取付穴の内周面に密着し、かつ前壁31a、リブ31f及び後壁31bの間の空間で外径方向に膨出して、張出部52b,52cが形成されている。このバンパー構造体では、図1の例と比較すると、リブ31fにより回り止めが強化されている。また、リブ31fが電磁成形時に前壁31aと後壁31bの間隔が縮むのに抵抗し、バンパーリインフォース31の断面の変形が抑制できる。
【0017】
図7は本発明に係るバンパー構造体の他の例である。このバンパー構造体において、バンパーリインフォース41は、前壁41a、後壁41b、横壁41c及び鉛直方向のリブ41eからなるヨ形の開断面を有し、取付穴(前後方向にみたとき円形)が前壁41a、リブ41e及び後壁41bを前後方向に貫通して形成されている。バンパーリインフォース11とは横壁(11d相当部分)がない点で異なる。ステイ62は、図1,2に示すステイ12と同様の方法でバンパーリインフォース41に取り付けられ、ステイ12と同様の形状を有する。従って、ステイ62はバンパーリインフォース41に強固に結合され、回り止めも強化される。
【0018】
以上、本発明に係る取付構造体について、いずれもバンパー構造体を例に図面を参照して説明したが、本発明の取付構造体はバンパー構造体に限られるものではなく、第1部材(バンパー構造体の場合、バンパーリインフォース)の断面形状も、具体的に挙げた日形、目形、田形、ヨ形のみに限られない。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明に係る取付構造体(バンパー構造体)を示す断面図である。
【図2】そのバンパー構造体の電磁成形前(a)及び電磁成形後(b)の形状を示す側面図である。
【図3】本発明に係る他の取付構造体(バンパー構造体)を示す断面図である。
【図4】本発明に係る他の取付構造体(バンパー構造体)を示す断面図である。
【図5】本発明に係る他の取付構造体(バンパー構造体)の側面図である。
【図6】本発明に係る他の取付構造体(バンパー構造体)の側面図である。
【図7】本発明に係る他の取付構造体(バンパー構造体)の側面図である。
【図8】従来の取付構造体(バンパー構造体)を示す断面図である。
【図9】そのバンパー構造体の電磁成形前(a)及び電磁成形後(b)の形状を示す側面図である。
【符号の説明】
【0020】
1,11,21,31,41 バンパーリインフォース
2,12,22,32,42,52,62 ステイ




 

 


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