[go: up one dir, main page]

JP2020078823A - ビード形成方法および構造部材 - Google Patents

ビード形成方法および構造部材 Download PDF

Info

Publication number
JP2020078823A
JP2020078823A JP2018213881A JP2018213881A JP2020078823A JP 2020078823 A JP2020078823 A JP 2020078823A JP 2018213881 A JP2018213881 A JP 2018213881A JP 2018213881 A JP2018213881 A JP 2018213881A JP 2020078823 A JP2020078823 A JP 2020078823A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
elastic body
partition wall
wall
bead
bumper stay
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018213881A
Other languages
English (en)
Inventor
大貴 山川
Daiki Yamakawa
大貴 山川
徹 橋村
Toru Hashimura
徹 橋村
康裕 前田
Yasuhiro Maeda
康裕 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP2018213881A priority Critical patent/JP2020078823A/ja
Priority to PCT/JP2019/040042 priority patent/WO2020100483A1/ja
Priority to EP19883566.2A priority patent/EP3881949A4/en
Priority to US17/289,149 priority patent/US12109605B2/en
Publication of JP2020078823A publication Critical patent/JP2020078823A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/04Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of tubes with tubes; of tubes with rods
    • B21D39/044Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of tubes with tubes; of tubes with rods perpendicular
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/06Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of tubes in openings, e.g. rolling-in
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/08Tube expanders
    • B21D39/20Tube expanders with mandrels, e.g. expandable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/08Tube expanders
    • B21D39/20Tube expanders with mandrels, e.g. expandable
    • B21D39/203Tube expanders with mandrels, e.g. expandable expandable by fluid or elastic material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D41/00Application of procedures in order to alter the diameter of tube ends
    • B21D41/02Enlarging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00Making other particular articles
    • B21D53/88Making other particular articles other parts for vehicles, e.g. cowlings, mudguards
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/18Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/24Arrangements for mounting bumpers on vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B62D21/152Front or rear frames
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/18Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact
    • B60R2019/1806Structural beams therefor, e.g. shock-absorbing
    • B60R2019/1813Structural beams therefor, e.g. shock-absorbing made of metal
    • B60R2019/182Structural beams therefor, e.g. shock-absorbing made of metal of light metal, e.g. extruded

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

【課題】ビード形成方法および構造部材において、仕切壁を有する管体に対し、仕切壁の変形を伴わずに外壁の所望位置に座屈ビードを形成する。【解決手段】ビード形成方法は、内部空間を仕切り長手方向に延びる仕切壁12を有するバンパーステイ10と、バンパーステイ10に挿入可能な弾性体40と、弾性体40を押圧する押子61とを準備し、バンパーステイ10に弾性体40を挿入するとともに、弾性体40をバンパーステイ10内にて仕切壁12に接触しないように配置し、押子61によって弾性体40をバンパーステイ10の長手方向に圧縮することによって仕切壁12に接触しないように径方向外側へ膨張させ、それによって仕切壁12を変形させることなくバンパーステイ10の外壁11の一部を径方向外側へ膨出させて座屈ビード11aを形成する。【選択図】図4

Description

本発明は、ビード形成方法および構造部材に関する。
車両には、様々な形状の構造部材が用いられている。例えば、車両の構造部材の1つであるバンパーステイまたはフロントサイドメンバーは、管体の形状を有している。これらの管体は、求められる強度および接合態様などに応じて様々な形状に加工されている。そのような加工方法の一例として、電磁成形がある。
電磁成形は、管体の内部に導電性コイルを挿入し、コイルに通電した際に生じる電磁力により、管体を拡径ないし膨出させる方法である。例えば、特許文献1および特許文献2には、電磁成形によって管体の外表面を膨出させることによって変形部を形成する方法が開示されている。このような変形部は、座屈ビードと称され、圧壊の起点となり、衝突時に発生する初期最大荷重のピークを抑制する役割を果たす。衝突時に発生する初期最大荷重のピークを抑制すると、衝突エネルギーの吸収効率を増加させることができる。
特開2004−189063号公報 特開2011−84110号公報
しかし、電磁成形は、専用の装置およびコイルの交換を要し、高コストである。また、電磁成形では、導電性コイルを挿入した管体の外壁の周方向全体が変形するため、周方向の特定箇所のみを変形させるためには特定箇所以外の変形を規制するための治具を要する。さらに言えば、管体が、内部空間を仕切る仕切壁を有する場合、外壁だけでなく仕切壁までもが意図せず変形するおそれがある。これらの問題は、電磁成形に限らず、類似技術であるハイドロフォーミングでも生じ得る。
本発明は、ビード形成方法および構造部材において、仕切壁を有する管体に対し、仕切壁の変形を伴わずに外壁の所望位置に座屈ビードを形成することを課題とする。
本発明の第1の態様は、仕切壁を有する管体と、前記管体に挿入可能な弾性体と、前記弾性体を押圧する押子とを準備し、前記管体に前記弾性体を挿入するとともに、前記弾性体を前記管体内にて前記仕切壁に接触しないように配置し、前記押子によって前記弾性体を前記管体の長手方向に圧縮することによって前記仕切壁に接触しないように径方向外側へ膨張させ、それによって前記仕切壁を変形させることなく前記管体の外壁の一部を径方向外側へ膨出させて座屈ビードを形成することを含む、ビード形成方法を提供する。
この方法によれば、仕切壁を有する管体に対し、仕切壁の変形を伴わずに外壁の所望位置に座屈ビードを形成できる。この方法は、電磁成形またはハイドロフォーミング等の他の方法と異なり、単に弾性体の配置を規定するだけで変形させる部分を任意に選択することができる。また、管体内で弾性体が仕切壁に接触しないため、形状を維持すべき仕切壁が意図せず変形することを防止できる。これにより、管体の内部においては仕切壁の形状を維持しつつ、管体の外壁においては任意の位置に座屈ビードを形成できるため、管体の耐荷重および圧壊方向などを好適に調整できる。
前記管体は、2組の対向する外壁を備え、
1つまたは2つの前記仕切壁が前記対向する外壁を接続することにより、前記管体の内部空間は2部屋または3部屋に仕切られていてもよい。
この方法によれば、車両などの構造部材としてよく使用される上記形状の管体において、仕切壁の変形を伴わずに外壁の全周ではない所望位置に座屈ビードを形成できる。
前記仕切壁を保護する中子をさらに準備し、前記管体内に前記弾性体とともに前記中子を挿入するとともに、前記弾性体が前記仕切壁に接触しないように前記弾性体と前記仕切壁との間に前記中子を介在させて配置してもよい。
この方法によれば、中子によって仕切壁を保護することで、仕切壁が弾性体から力を受けず、仕切壁の変形を一層確実に防止できる。
前記押子は、前記中子と対応した形状を有し、前記押子によって前記中子と干渉することなく前記弾性体のみを圧縮してもよい。
この方法によれば、押子が中子と対応した形状を有しているため、押子と中子を同時に使用した場合でも、押子によって正確に弾性体のみを押圧できる。
前記中子は、前記押子の押面に対応した受面を有する台座部と、前記台座部から立ち上がる柱状部とを備え、前記柱状部は、前記管体内にて前記仕切壁に隣接して配置され、前記管体内にて前記台座部の前記受面と前記押子の前記押面との間に前記弾性体が配置され、前記柱状部によって前記仕切壁を保護するとともに、前記台座部と前記押子とによって前記弾性体を圧縮してもよい。
この方法によれば、中子を、仕切壁の保護部材としてだけでなく、弾性体を押圧する部材としても活用できる。
前記管体を挿通可能な孔部を有する壁面体をさらに準備し、前記壁面体の前記孔部に前記管体を挿通し、前記座屈ビードの形成と同時に前記管体の前記壁面体への挿通部を拡管して前記管体と前記壁面体とをかしめ接合してもよい。
この方法によれば、管体への座屈ビードの形成と同時に、管体と壁面体とのかしめ接合を実行できる。従って、座屈ビードの形成の工程と、かしめ接合の工程とを分ける必要がなく、製造時間および製造コストを低減できる。
前記管体は、車両構造部材におけるフロントサイドメンバーまたはバンパーステイであってもよい。
この方法によれば、フロントサイドメンバーまたはバンパーステイのような、車両において特別な圧壊特性が求められる構造部材を容易に製造できる。特に、これらは車両の前方衝突時に衝突エネルギーの吸収部材として作用することが求められる部材であり、圧壊特性の正確な調整が求められる部材である。従って、所望位置に座屈ビードを形成できる上記方法はこれらの構造部材に対して有効である。
本発明の第2の態様は、内部空間を画定する外壁と、前記内部空間を仕切り、長手方向に延びる平坦な仕切壁と、前記外壁の一部が膨出して形成された座屈ビードとを備える、構造部材を提供する。
この構成によれば、仕切壁が平坦であるため仕切壁によって管体が補強され、耐荷重を確保できる。また、外壁の一部に座屈ビードが形成されているため、座屈ビードが形成された一部のみの強度が低下され、圧壊方向を規定できる。よって、構造部材は、耐荷重および圧壊方向が調整された所望の圧壊特性を有し得る。
本発明によれば、ビード形成方法および構造部材において、仕切壁を有する管体に対し、仕切壁の変形を伴わずに外壁の所望位置に座屈ビードを形成できる。
本発明の一実施形態に係るバンパーステイを含むバンパーシステムを示す斜視図。 バンパーステイとバンパービームの接合状態を示す断面図。 バンパーステイの座屈ビード部分の断面図。 バンパーステイのゴムバルジ加工による変形前後の断面図。 バンパーステイの電磁成形による変形前後の断面図。 かしめ接合を伴うビード形成方法の第1工程を示す断面図。 かしめ接合を伴うビード形成方法の第2工程を示す断面図。 かしめ接合を伴うビード形成方法の第3工程を示す断面図。 かしめ接合を伴うビード形成方法の第4工程を示す断面図。 かしめ接合を伴うビード形成方法の第5工程を示す断面図。 かしめ接合を伴うビード形成方法の第6工程を示す断面図。 バンパーステイの第1変形例を示す断面図。 バンパーステイの第2変形例を示す断面図。 バンパーステイの第3変形例を示す断面図。
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、構造部材として座屈ビードが形成された管体および管体への座屈ビードの形成方法に関する。以下では、適用対象の一例として、車両の前部に取り付けられるバンパーシステム1(図1参照)について説明する。バンパーシステム1は、前方衝撃から車両本体を保護する部材である。
バンパーシステム1は、バンパーステイ(管体)10と、バンパービーム(壁面体)20と、車体プレート(壁面体)30とを備える。特に、バンパーステイ10には座屈ビード11aが形成され、座屈ビード11aによって耐荷重および圧壊方向などが好適に調整されている。また、バンパーステイ10およびバンパービーム20は、かしめ接合されている。同様に、バンパーステイ10および車体プレート30も、かしめ接合されている。
(各部材の構成)
バンパーステイ10は、後述するバンパービーム20と車体プレート30とを接続する管状部材である。図2に示すように、バンパーステイ10は、拡管されることによりバンパービーム20とかしめ接合されている。また、詳細を図示しないが、バンパーステイ10は、同様に拡管されることにより車体プレート30とかしめ接合されている。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。
図3を参照して、平面視において、バンパーステイ10は複数の対向する外壁11を有し、外壁11によって内部空間が画定されている。バンパーステイ10の内部空間は、対向する外壁11を接続する2つの仕切壁12によって3部屋R1〜R3に区画されている。2つの仕切壁12は、バンパーステイ10の長手方向に延び、平行に配置されている。3部屋R1〜R3のうち、外側の2部屋R1,R3は同じ形状を有し、中央の部屋R2は外側の2部屋R1,R3よりも小さく、特に車幅方向CWの長さが短い。即ち、バンパーステイ10の平面視における形状は、中央の部屋R2にて窄められた概ね眼鏡形である。
図1,3を併せて参照して、バンパーステイ10の外側の2部屋R1,R3を構成する外壁11のうち、車幅方向CWの内側の外壁11および外側の外壁11には、座屈ビード11aが形成されている。
座屈ビード11aは、バンパーステイ10の外壁11の一部が径方向外側へ膨出することによって形成されている。座屈ビード11aは、バンパーステイ10の長手方向に交差する方向に延びているため、バンパーステイ10の長手方向の耐荷重を低減する役割を果たす。従って、車両の前方衝突の際に圧壊の起点となり、衝突時に発生する初期最大荷重のピークを抑制する役割を果たす。
図1,2を併せて参照して、バンパービーム20は、弓なりに湾曲した部材であり、実質的に車幅方向CWに延びている。バンパービーム20は、車両の前方側の前壁21と、前壁21と対向する後方側の後壁22と、これらを上下において接続する水平な上壁23および下壁24とを備える。前壁21および後壁22は、車幅方向CWの両端部においてバンパーステイ10が貫通する孔部21a,22aをそれぞれ有する。バンパービーム20は、上壁23と下壁24との間にこれらと平行で車幅方向CWに延びる仕切壁25を備える。仕切壁25によって、バンパービーム20の内部空間は、2部屋R4,R5に区画されている。
図2を参照して、各部屋R4,R5には後壁22の孔部22aを介してバンパーステイ10が進入するとともに、各部屋R4,R5からは前壁21の孔部21aを介してバンパーステイ10が脱出している。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であってもよい。
図1を参照して、車体プレート30は、車両本体(図示せず)の一部である板状部材である。車体プレート30には孔部31が設けられ、孔部31にバンパーステイ10が挿通されている。車体プレート30は、例えば鋼板であってもよい。
(座屈ビードの形成方法)
本実施形態では、ゴムバルジ加工によって、バンパーステイ10の外壁11に座屈ビード11aを形成する。図4,5を参照して、本実施形態の座屈ビード11aの形成方法を、ゴムバルジ加工と電磁成形とを比較して説明する
図4の上図はゴムバルジ加工による変形前のバンパーステイ10の断面図であり、図4の下図はゴムバルジ加工による変形後のバンパーステイ10の断面図である。ゴムバルジ加工では、変形させる箇所に弾性体40を配置する。また、変形させない箇所には、弾性体40が当該箇所に接触しないように中子50を配置する。例えば、図示の例では、バンパーステイ10の車幅方向CWの内側および外側の外壁11が変形させる箇所であり、それ以外の箇所(特に仕切壁12)が変形させない箇所である。
弾性体40は、バンパーステイ10に挿入可能な柱状のゴム部材である。弾性体40は、バンパーステイ10の車幅方向CWの内側および外側の外壁11の形状に合わせて概略半円形状を有している。弾性体40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)、またはシリコンゴム等であり得る。
中子50は、バンパーステイ10に挿入可能な四角柱状の硬質部材である。ここで、硬質部材とは、弾性体40から受ける力によって変形しない程度の硬度を有する部材をいう。中子50は、バンパーステイ10の車幅方向CWにおいて中央部に配置され、弾性体40の移動を規制する。詳細には、中子50は、車幅方向CWにおいて2つの弾性体40に挟まれるとともに、仕切壁12に隣接して配置される。よって、中子50は、弾性体40が仕切壁12に接触しないように弾性体40と仕切壁12との間に介在するように配置される。
弾性体40をバンパーステイ10の長手方向に圧縮すると、弾性体40はバンパーステイ10の径方向外側へ膨張する。膨張した弾性体40がバンパーステイ10を径方向外側へ膨出させることにより、座屈ビード11aを形成できる。このとき、仕切壁12は、中子50によって保護されているため、弾性体40から力を受けず、変形しない。弾性体40は、長手方向の圧縮力が解放されると、自身の弾性力により元の形状に復元する。従って、弾性体40を中子50とともにバンパーステイ10から容易に取り除くことができる。
図5の上図は電磁成形による変形前のバンパーステイ10の断面図であり、図5の下図は電磁成形による変形後のバンパーステイ10の断面図である。電磁成形では、バンパーステイ10の任意の箇所を変形させることが難しい。電磁成形では、バンパーステイ10の各部屋R1〜R3に導電性コイル(図示せず)を配置し、電磁力によってバンパーステイ10を拡管する。そのため、導電性コイルの周囲全体が膨張し、仕切壁12も同時に変形する。また、導電性コイルは一定以上の大きさの径を必要とするため、部屋R1〜R3が小さい場合には電磁成形を実行できない。そのため、前述のゴムバルジ加工のように中子50(図4参照)を部屋R1〜R3に配置して、導電性コイルの挿入可能領域を狭めることは通常行われない。さらに言えば、中子50自体がバンパーステイ10にかしめられ、取り除くことができなくなるおそれもある。また、一般に、電磁成形は、断面が円形の部材を対象とする。従って、図示のように断面が矩形の部材には、適用困難である。
本実施形態では、図4に示すようにゴムバルジ加工を採用しているため、仕切壁12を有するバンパーステイ10に対し、仕切壁12の変形を伴わずに外壁11の所望位置に座屈ビード11aを形成できる。ゴムバルジ加工は、電磁成形またはハイドロフォーミング等の他の方法と異なり、単に弾性体40の配置を規定するだけで変形させる部分を任意に選択することができる。弾性体40の配置の規定には必ずしも中子50を要せず、弾性体40の配置を規定できる任意の方法が採用され得る。このようにして、バンパーステイ10内で弾性体40が仕切壁12に接触しないため、形状を維持すべき仕切壁12が意図せず変形することを防止できる。これにより、バンパーステイ10の内部においては仕切壁12の形状を維持しつつ、バンパーステイ10の外壁11においては任意の位置に座屈ビード11aを形成できる。従って、バンパーステイ10の耐荷重および圧壊方向などを好適に調整できる。
また、車両の構造部材として使用され得るいわゆる眼鏡形のバンパーステイ10において、仕切壁12の変形を伴わずに外壁11の全周ではない所望の位置に座屈ビード11aを形成できる。また、本実施形態の座屈ビードの形成方法の適用対象は、バンパーステイだけでなく、例えばフロントサイドメンバーであってもよい。
また、図4に示すように中子50を使用すれば、中子50によって仕切壁12を確実に保護できる。従って、仕切壁12が弾性体40から力を受けず、仕切壁12の変形を一層確実に防止できる。
(かしめ接合を伴う座屈ビードの形成方法)
好ましくは、上記ゴムバルジ加工を使用して、上記座屈ビード11aの形成と同時にかしめ接合を行う。当該方法について、第1〜第6工程に分けて説明する。なお、かしめ接合については、バンパーステイ10と、バンパービーム20の後壁22とを接合する場合を一例として説明するが、他の箇所におけるかしめ接合についても同様に行うことができる。
図6を参照して、第1工程では、バンパーステイ10と、バンパービーム20と、3つの弾性体40A〜40C(単に弾性体40ともいう。)と、中子50と、後述する押子61とを準備する。このとき、バンパーステイ10には座屈ビード11aが未だ形成されておらず、拡管変形もなされていない。即ち、バンパーステイ10の外壁11は、平坦な表面を有している。
中子50は、後述する押子61の押面61bに対応した受面51aを有する台座部51と、台座部51から立ち上がる四角柱状の柱状部52とを備える。台座部51は、後述する押子61とともに弾性体40を押圧する部分である。また、柱状部52は、仕切壁12を保護する部分である(図4参照)。詳細を図示しないが、台座部51は、バンパーステイ10の部屋R1,R3(図4参照)の内形と同じ外形を有する。即ち、台座部51は、バンパーステイ10の部屋R1,R3に概ね隙間なく充填される。
図7を参照して、第2工程では、バンパービーム20の後壁22の孔部22aにバンパーステイ10を挿通する。
図8を参照して、第3工程では、バンパーステイ10の内部に弾性体40と中子50とを挿入する。これに代えて、バンパーステイ10の内部に弾性体40と中子50とを挿入したものを孔部22aに挿通してもよい。即ち、第2工程と第3工程の順序は逆であってもよい。
弾性体40Cは、バンパーステイ10の長手方向において、バンパービーム20の後壁22と同じ位置に配置される。また、バンパーステイ10が延びる方向から見て、弾性体40Cは、バンパーステイ10の部屋R1,R3(図4参照)の形状と概ね同じ形状を有する。即ち、弾性体40Cは、バンパーステイ10の部屋R1,R3(図4参照)に概ね隙間なく充填される。また、弾性体40A,40Bは、中子50の受面51aに載置される。図4に示すように、弾性体40A,40Bは、各部屋R1,R3において、中子50の柱状部52を挟むように、バンパーステイ10の車幅方向CWの両端部に配置される。
図9を参照して、第4工程では、バンパーステイ10とバンパービーム20と弾性体40とを組んだ状態で加圧装置60にセットする。本実施形態の加圧装置60は、プレス機械である。代替的には、加圧装置60は、油圧シリンダー等であってもよい。加圧装置60は、押子61と、外枠金型62とを備える。
押子61は、中子50と対応する形状を有している。具体的には、押子61は、先端部において中子50の柱状部52と相補的な凹部61aを有している。従って、押子61は、中子50と干渉することなく弾性体40のみを圧縮することができる。また、押子61の先端面である押面61bと、台座部51の受面51aとは、平行に形成されている。図示の例では、押面61bおよび受面51aは、バンパーステイ10の長手方向に垂直な面から僅かに傾斜しているが、この傾斜の角度はバンパービーム20の弓なりの湾曲角度に対応している。
外枠金型62は、バンパーステイ10の変形を規制する治具である。本実施形態では、外枠金型62によって、所定箇所以外の変形を規制している。所定箇所とは、座屈ビード11aの形成箇所と、かしめ接合のための拡管変形箇所とをいう。
図10を参照して、第5工程では、加圧装置60によって弾性体40をバンパーステイ10の長手方向に圧縮する(図中の矢印参照)。図示されていないが、バンパーステイ10の長手方向において、押子61と反対側(図において下方)には別の押子ないし固定された受け台が配置されている。そのため、押子61の押面61bと中子50の受面51aとで弾性体40A,40Bを長手方向に圧縮できるだけでなく、中子50の台座部51の受面51aとは反対面が押面51bとなり、弾性体40Cを同様に長手方向に圧縮できる。弾性体40は長手方向に圧縮されるに従い、径方向に膨張する。従って、バンパーステイ10は、弾性体40から径方向外側に力を受け、外枠金型62によって変形が規制されていない箇所では径方向外側へ膨出する。従って、バンパーステイ10の車幅方向CWの内側および外側の外壁の一部が膨出して座屈ビード11aが形成されると同時に、孔部22aに挿通されている部分(挿通部13)において外壁11の全周が膨出してバンパーステイ10が孔部22aにかしめられる。即ち、座屈ビード11aの形成と同時にかしめ接合が実現される。
本実施形態では、バンパーステイ10の車幅方向CWの内側および外側の外壁11に座屈ビード11aが形成される。車幅方向CWの内側の外壁11に形成された座屈ビード11aは、外側の外壁11に形成された座屈ビード11aよりも車両前方側(後壁22側)に配置されている。当該前後関係は、バンパービーム20の弓なりの湾曲の程度に合わせて設定されている。これにより、前方衝突の際にバンパービーム20からバンパーステイ10に対して付加される力の方向と、座屈ビード11aの配置とが対応し、好適に圧壊特性を制御できる。
図11を参照して、第6工程では、座屈ビード11aの形成およびかしめ接合の完了後、加圧装置60から取り外す。加圧装置60の圧縮力が除去されると、弾性体40は自身の弾性力により元の形状に復元する。従って、弾性体40および中子50をバンパーステイ10から容易に取り除くことができる。
本実施形態によれば、押子61が中子50と対応した形状を有しているため、押子61と中子50を同時に使用した場合でも、押子61によって正確に弾性体のみを押圧できる。
また、中子50を、仕切壁12の保護部材としてだけでなく、弾性体40を押圧する部材としても活用できる。
また、バンパーステイ10に座屈ビード11aを形成すると同時に、バンパーステイ10とバンパービーム20とをかしめ接合できる。従って、座屈ビード11aの形成の工程と、かしめ接合の工程とを分ける必要がなく、製造時間および製造コストを低減できる。
また、バンパーステイ10やフロントサイドメンバーのような、車両において特別な圧壊特性が求められる構造部材を容易に製造できる。特に、これらは車両の前方衝突時に衝突エネルギーの吸収部材として作用することが求められる部材であり、圧壊特性の正確な調整が求められる部材である。従って、所望位置に座屈ビードを形成できる本実施形態の方法はこれらの構造部材に対して有効である。
特にこのようにして形成されたバンパーステイ10は、仕切壁12が平坦であるため仕切壁12によってバンパーステイ10が補強され、耐荷重を確保できる。また、外壁11の一部に座屈ビード11aが形成されているため、座屈ビード11aが形成された一部のみの強度が低下され、圧壊方向を規定できる。よって、車両用の構造部材としてのバンパーステイ10は、耐荷重および圧壊方向が調整された所望の圧壊特性を有し得る。
以上より、本発明の具体的な実施形態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、バンパーステイ10の横断面形状は、上記実施形態のようにいわゆる眼鏡形に限定されない。図12,13を参照して、バンパーステイ10は、2つの対向する外壁11によって形成される矩形の外形を有するとともに、当該矩形の外形において対向する外壁11を1つまたは2つの仕切壁12が接続する形状であってもよい。また、バンパーステイ10は、2つの正八角形が一辺を共有して連なった形状であってもよい。
1 バンパーシステム
10 バンパーステイ
11 外壁
11a 座屈ビード
12 仕切壁
13 挿通部
20 バンパービーム
21 前壁
21a 孔部
22 後壁
22a 孔部
23 上壁
24 下壁
25 仕切壁
30 車体プレート
31 孔部
40,40A〜40C 弾性体
50 中子
51 台座部
51a 受面
51b 押面
52 柱状部
60 加圧装置
61 押子
61a 凹部
61b 押面
62 外枠金型
R1〜R5 部屋
CW 車幅方向

Claims (8)

  1. 仕切壁を有する管体と、前記管体に挿入可能な弾性体と、前記弾性体を押圧する押子とを準備し、
    前記管体に前記弾性体を挿入するとともに、前記弾性体を前記管体内にて前記仕切壁に接触しないように配置し、
    前記押子によって前記弾性体を前記管体の長手方向に圧縮することによって前記仕切壁に接触しないように径方向外側へ膨張させ、それによって前記仕切壁を変形させることなく前記管体の外壁の一部を径方向外側へ膨出させて座屈ビードを形成する
    ことを含む、ビード形成方法。
  2. 前記管体は、2組の対向する外壁を備え、
    1つまたは2つの前記仕切壁が前記対向する外壁を接続することにより、前記管体の内部空間は2部屋または3部屋に仕切られている、請求項1に記載のビード形成方法。
  3. 前記仕切壁を保護する中子をさらに準備し、
    前記管体内に前記弾性体とともに前記中子を挿入するとともに、前記弾性体が前記仕切壁に接触しないように前記弾性体と前記仕切壁との間に前記中子を介在させて配置する、請求項1または請求項2のビード形成方法。
  4. 前記押子は、前記中子と対応した形状を有し、
    前記押子によって前記中子と干渉することなく前記弾性体のみを圧縮する、請求項3に記載のビード形成方法。
  5. 前記中子は、前記押子の押面に対応した受面を有する台座部と、前記台座部から立ち上がる柱状部とを備え、
    前記柱状部は、前記管体内にて前記仕切壁に隣接して配置され、
    前記管体内にて前記台座部の前記受面と前記押子の前記押面との間に前記弾性体が配置され、
    前記柱状部によって前記仕切壁を保護するとともに、前記台座部と前記押子とによって前記弾性体を圧縮する、請求項4に記載のビード形成方法。
  6. 前記管体を挿通可能な孔部を有する壁面体をさらに準備し、
    前記壁面体の前記孔部に前記管体を挿通し、
    前記座屈ビードの形成と同時に前記管体の前記壁面体への挿通部を拡管して前記管体と前記壁面体とをかしめ接合する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のビード形成方法。
  7. 前記管体は、車両構造部材におけるフロントサイドメンバーまたはバンパーステイである、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のビード形成方法。
  8. 内部空間を画定する外壁と、
    前記内部空間を仕切り、長手方向に延びる平坦な仕切壁と、
    前記外壁の一部が膨出して形成された座屈ビードと
    を備える、構造部材。
JP2018213881A 2018-11-14 2018-11-14 ビード形成方法および構造部材 Pending JP2020078823A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018213881A JP2020078823A (ja) 2018-11-14 2018-11-14 ビード形成方法および構造部材
PCT/JP2019/040042 WO2020100483A1 (ja) 2018-11-14 2019-10-10 ビード形成方法および構造部材
EP19883566.2A EP3881949A4 (en) 2018-11-14 2019-10-10 PEARL FORMING PROCESS AND STRUCTURAL ELEMENT
US17/289,149 US12109605B2 (en) 2018-11-14 2019-10-10 Bead forming method and structural member

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018213881A JP2020078823A (ja) 2018-11-14 2018-11-14 ビード形成方法および構造部材

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020078823A true JP2020078823A (ja) 2020-05-28

Family

ID=70731832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018213881A Pending JP2020078823A (ja) 2018-11-14 2018-11-14 ビード形成方法および構造部材

Country Status (4)

Country Link
US (1) US12109605B2 (ja)
EP (1) EP3881949A4 (ja)
JP (1) JP2020078823A (ja)
WO (1) WO2020100483A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7590282B2 (ja) 2021-06-28 2024-11-26 株式会社神戸製鋼所 部材の接合方法およびその方法に使用される複合弾性体

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114845823A (zh) * 2019-12-24 2022-08-02 麦格纳国际公司 用于汽车电池托盘结构的铝挤压件的液压成形
CN117182970A (zh) * 2023-10-18 2023-12-08 中国三峡建工(集团)有限公司 一种巡检机器人稳定性防抖结构

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004203202A (ja) * 2002-12-25 2004-07-22 Kobe Steel Ltd 車体用エネルギー吸収部材
JP2011084110A (ja) * 2009-10-13 2011-04-28 Kobe Steel Ltd バンパーステイの製造方法及びステイ付きバンパーの製造方法
WO2016125507A1 (ja) * 2015-02-06 2016-08-11 株式会社神戸製鋼所 部材の接合方法
WO2018131512A1 (ja) * 2017-01-12 2018-07-19 株式会社神戸製鋼所 部材の接合方法および接合体
WO2018168841A1 (ja) * 2017-03-17 2018-09-20 株式会社神戸製鋼所 部材の接合方法および接合体

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3863100B2 (ja) 2002-12-10 2006-12-27 株式会社神戸製鋼所 車体用エネルギー吸収部材および車体用エネルギー吸収部材にフランジを形成する電磁成形方法
JP5647482B2 (ja) * 2009-10-19 2014-12-24 昭和電工株式会社 車両用バンパービームおよびその製造方法
JP6454233B2 (ja) * 2015-02-06 2019-01-16 株式会社神戸製鋼所 部材の接合方法
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
JP6573522B2 (ja) 2015-10-01 2019-09-11 株式会社神戸製鋼所 部材の接合方法および装置
CN110446568B (zh) * 2017-03-27 2020-12-08 株式会社神户制钢所 部件接合装置及部件接合方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004203202A (ja) * 2002-12-25 2004-07-22 Kobe Steel Ltd 車体用エネルギー吸収部材
JP2011084110A (ja) * 2009-10-13 2011-04-28 Kobe Steel Ltd バンパーステイの製造方法及びステイ付きバンパーの製造方法
WO2016125507A1 (ja) * 2015-02-06 2016-08-11 株式会社神戸製鋼所 部材の接合方法
WO2018131512A1 (ja) * 2017-01-12 2018-07-19 株式会社神戸製鋼所 部材の接合方法および接合体
WO2018168841A1 (ja) * 2017-03-17 2018-09-20 株式会社神戸製鋼所 部材の接合方法および接合体
JP2018153860A (ja) * 2017-03-17 2018-10-04 株式会社神戸製鋼所 部材の接合方法および接合体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7590282B2 (ja) 2021-06-28 2024-11-26 株式会社神戸製鋼所 部材の接合方法およびその方法に使用される複合弾性体

Also Published As

Publication number Publication date
US12109605B2 (en) 2024-10-08
WO2020100483A1 (ja) 2020-05-22
EP3881949A4 (en) 2022-08-03
US20210379643A1 (en) 2021-12-09
EP3881949A1 (en) 2021-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020100483A1 (ja) ビード形成方法および構造部材
JP5399663B2 (ja) パイプと被接合部材との接合方法
JP4837430B2 (ja) ハイドロフォーム装置及び方法
WO2016175281A1 (ja) プレス加工装置、プレス加工方法、およびプレス成形品
JP2018161946A (ja) 車両用構造体
JP2017064728A (ja) バンパー部材の接合方法及びバンパー構造体
EP3741628B1 (en) Vehicle structure and method for manufacturing the same
JP7118645B2 (ja) 部材の接合方法および接合体
JP6745253B2 (ja) 車両用構造部材及びその製造方法
JP2019156227A (ja) 車両用構造部材
JP5322882B2 (ja) バンパーステイの製造方法及びステイ付きバンパーの製造方法
JP6681814B2 (ja) 部材の接合方法および接合体
WO2018061684A1 (ja) 部材の接合方法
US20130098129A1 (en) Process for pre-forming cylindrical tubes into tubular members having sharp corners
JP4459834B2 (ja) ハイドロフォーミング装置及び方法
CN113226588B (zh) 元件接头及其制造方法
EP3738689B1 (en) Joined body and method for manufacturing same
US12157426B2 (en) Method for producing structure
JP7304312B2 (ja) 車両用構造部材の製造方法
JP2019189022A (ja) バンパー部材
JP2001321843A (ja) 車体の骨格部材およびその骨格部材の成形方法
EP3988226A1 (en) Joined body and production method for same
WO2019138669A1 (ja) 接合体及びその接合体の製造方法
JP2022043693A (ja) 構造部材およびその製造方法
JP2015112945A (ja) 燃料タンク

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211124

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220426

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220616

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20220906