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Patent Searching and Data


Title:
BUMPER REINFORCEMENT FOR VEHICLES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/125781
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a bumper reinforcement for vehicles, which comprises a fixed section (11), part of the length of which is fixed to the structural materials of a vehicle. The bumper reinforcement is composed of a single piece made by plastically deforming a hollow extruded product. The area including the fixed section (11) is a reinforced section (1), and reduced-weight sections (21, 22), which have small second moments of area and small cross-sectional areas with respect to the reinforced area (1), are provided on at least part of the non-reinforced section, which is composed of the areas other than the reinforced section. This makes it possible to ensure strength while decreasing the number of components and the weight.

Inventors:
KOKUBO SADAO (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/057165
Publication Date:
October 15, 2009
Filing Date:
April 08, 2009
Export Citation:
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Assignee:
SHOWA DENKO KK (JP)
KOKUBO SADAO (JP)
International Classes:
B60R19/56; B21D53/86; B60R19/03; B60R19/04
Foreign References:
JP2001062532A2001-03-13
JP2002067842A2002-03-08
JP2001063495A2001-03-13
JP2001322517A2001-11-20
JP2003127808A2003-05-08
JP2008099961A2008-05-01
Other References:
See also references of EP 2263920A4
Attorney, Agent or Firm:
SHIMIZU, Yoshihito et al. (JP)
Yoshihito Shimizu (JP)
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Claims:
 長さ方向の一部に車両構造材に固定される固定部が設けられた車両用バンパーリインフォースメントであって、
 中空押出製品を塑性加工により変形させた一体成形品によって構成され、
 固定部を含む周辺を強化部としたとき、強化部以外の部分によって構成される非強化部の少なくとも一部に、強化部に対し、断面二次モーメントおよび断面積が小さい軽量化部が設けられたことを特徴とする車両用バンパーリインフォースメント。
 塑性加工として、中空押出製品に対し長さ方向に引張力または圧縮力を付与して、断面形状を変形させるダイレス加工が用いられる請求項1に記載の車両用バンパーリインフォースメント。
 軽量化部は、強化部に対し、肉厚が薄く形成される請求項1または2に記載の車両用バンパーリインフォースメント。
 軽量化部は、強化部に対し、外径寸法が小さく形成される請求項1~3のいずれか1項に記載の車両用バンパーリインフォースメント。
 長さ方向の中間部に軽量化部が設けられ、その軽量化部の両側に強化部が設けられる請求項1~4のいずれか1項に記載の車両用バンパーリインフォースメント。
 中間部に設けられる軽量化部は、その長さ方向両側に配置され、かつ両側の強化部にそれぞれ接続される形状移行部と、両形状移行部間に設けられた主軽量化部とを有し、
 形状移行部は、強化部から主軽量化部に向かうに従って断面形状が滑らかに変化するように形成される請求項5に記載の車両用バンパーリインフォースメント。
 長さ方向の両側端部に軽量化部が設けられる請求項1~6のいずれか1項に記載の車両用バンパーリインフォースメント。
 請求項1~7のいずれか1項に記載の車両用バンパーリインフォースメントによって構成されたことを特徴とする大型車両用フロントアンダーランプロテクタ。
 請求項1~7のいずれか1項に記載の車両用バンパーリインフォースメントによって構成されたことを特徴とする車両用バンパー本体。
 長さ方向の一部に車両構造材に固定される固定部が設けられた車両用バンパーリインフォースメントの製造方法であって、
 固定部を含む周辺を強化部としたとき、強化部以外の部分によって構成される非強化部の少なくとも一部に、強化部に対し、断面二次モーメントおよび断面積が小さい軽量化部が設けられ、かつ一体成形品によって構成される車両用バンパーリインフォースメントを、中空押出製品を塑性加工により変形させることによって製造するようにしたことを特徴とする車両用バンパーリインフォースメントの製造方法。
 請求項10に記載の製造方法によって製造された車両用バンパーリインフォースメントを、大型車両用アンダーランプロテクタに仕上げるようにしたことを特徴とする大型車両用フロントアンダーランプロテクタの製造方法。
Description:
車両用バンパーリインフォース ント

 この発明は例えば、大型車両のフロント ンダーランプロテクタ等として好適に用い れる車両用バンパーリインフォースメント よびその関連技術に関する。

 自動車のフロントエンドおよびリアエン に設けられる車両用バンパーは所定の強度 必要である。

 例えば下記特許文献1,2に示す車両用バン ーは、押出材等によって構成される主構造 を備え、その主構造材に補強材を取り付け ことによって、所要部分の強度を高めるよ にしている。

特開2001-322517号(特許請求の範囲、図1~6)

特開2003-127808号(特許請求の範囲、図1~3)

 しかしながら、上記特許文献1,2に示す従 の車両用バンパーは、主構造材や補強材等 複数の部材によって構成されているため、 品点数の増大を来すという問題が発生する

 一方、車両用バンパーを一つの部品例え 、押出材の単独製品によって構成する場合 バンパー全域を薄肉小径に形成すると、所 の強度を確保できず逆に、バンパー全域を 肉大径に形成すると、強度は確保できるも の、高重量化を来すという問題があった。

 本発明の好ましい実施形態は、関連技術 おける上述したおよび/または他の問題点に 鑑みてなされたものである。本発明の好まし い実施形態は、既存の方法および/または装 を著しく向上させることができるものであ 。

 この発明は、上記の課題に鑑みてなされ ものであり、十分な強度を確保しつつ、部 点数の削減および軽量化を図ることができ 車両用バンパーリインフォースメントおよ その関連技術を提供することを目的とする

 本発明のその他の目的および利点は、以 の好ましい実施形態から明らかであろう。

 上記目的を達成するため、本発明は以下 構成を要旨とするものである。

 [1] 長さ方向の一部に車両構造材に固定さ る固定部が設けられた車両用バンパーリイ フォースメントであって、
 中空押出製品を塑性加工により変形させた 体成形品によって構成され、
 固定部を含む周辺を強化部としたとき、強 部以外の部分によって構成される非強化部 少なくとも一部に、強化部に対し、断面二 モーメントおよび断面積が小さい軽量化部 設けられたことを特徴とする車両用バンパ リインフォースメント。

 [2] 塑性加工として、中空押出製品に対 長さ方向に引張力または圧縮力を付与して 断面形状を変形させるダイレス加工が用い れる前項1に記載の車両用バンパーリインフ ースメント。

 [3] 軽量化部は、強化部に対し、肉厚が く形成される前項1または2に記載の車両用バ ンパーリインフォースメント。

 [4] 軽量化部は、強化部に対し、外径寸 が小さく形成される前項1~3のいずれか1項に 載の車両用バンパーリインフォースメント

 [5] 長さ方向の中間部に軽量化部が設け れ、その軽量化部の両側に強化部が設けら る前項1~4のいずれか1項に記載の車両用バン ーリインフォースメント。

 [6] 中間部に設けられる軽量化部は、その さ方向両側に配置され、かつ両側の強化部 それぞれ接続される形状移行部と、両形状 行部間に設けられた主軽量化部とを有し、
 形状移行部は、強化部から主軽量化部に向 うに従って断面形状が滑らかに変化するよ に形成される前項5に記載の車両用バンパー リインフォースメント。

 [7] 長さ方向の両側端部に軽量化部が設 られる前項1~6のいずれか1項に記載の車両用 ンパーリインフォースメント。

 [8] 前項1~7のいずれか1項に記載の車両用 ンパーリインフォースメントによって構成 れたことを特徴とする大型車両用フロント ンダーランプロテクタ。

 [9] 前項1~7のいずれか1項に記載の車両用 ンパーリインフォースメントによって構成 れたことを特徴とする車両用バンパー本体

 [10] 長さ方向の一部に車両構造材に固定さ る固定部が設けられた車両用バンパーリイ フォースメントの製造方法であって、
 固定部を含む周辺を強化部としたとき、強 部以外の部分によって構成される非強化部 少なくとも一部に、強化部に対し、断面二 モーメントおよび断面積が小さい軽量化部 設けられ、かつ一体成形品によって構成さ る車両用バンパーリインフォースメントを 中空押出製品を塑性加工により変形させる とによって製造するようにしたことを特徴 する車両用バンパーリインフォースメント 製造方法。

 [11] 前項10に記載の製造方法によって製 された車両用バンパーリインフォースメン を、大型車両用アンダーランプロテクタに 上げるようにしたことを特徴とする大型車 用フロントアンダーランプロテクタの製造 法。

 発明[1]の車両用バンパーリインフォース ントによれば、強度の必要な強化部の断面 次モーメントを大きくできるため、十分な 度を確保することができる。さらに強化部 りも断面積の小さい軽量化部を形成してい ため、軽量化を図ることができる。また一 成形品によって構成されているため、部品 数を削減することができる。

 発明[2]~[5]の車両用バンパーリインフォー スメントによれば、上記の効果をより確実に 得ることができる。

 発明[6]の車両用バンパーリインフォース ントによれば、強度を一層向上させること できる。

 発明[7]の車両用バンパーリインフォース ントによれば、軽量化を一層図ることがで る。

 発明[8]の大型車両用フロントアンダーラ プロテクタによれば、上記と同様に同様の 果を得ることができる。

 発明[9]の車両用バンパー本体によれば、 記と同様に同様の効果を得ることができる

 発明[10]の車両用バンパーリインフォース メントの製造方法によれば、上記と同様の効 果を奏する車両用バンパーリインフォースメ ントを製造することができる。

 発明[11]の大型車両用フロントアンダーラ ンプロテクタの製造方法によれば、上記と同 様の効果を奏する大型車両用フロントアンダ ーランプロテクタを製造することができる。

図1はこの発明の第1実施形態である大 トラックのフロントアンダーランプロテク として車両用バンパーリインフォースメン 周辺を示す斜視図である。 図2は第1実施形態のバンパーリインフ ースメント周辺を示す側面断面図である。 図3は第1実施形態のバンパーリインフ ースメント周辺を示す平面図である。 図4は第1実施形態のバンパーリインフ ースメントにおける強化部の側面断面図で る。 図5は第1実施形態のバンパーリインフ ースメントにおける側部の側面断面図であ 。 図6は第1実施形態のバンパーリインフ ースメントにおける主軽量化部の側面断面 である。 図7は第1実施形態のバンパーリインフ ースメントの作製方法を説明するためのフ ーチャートである。 図8は第1実施形態のバンパーリインフ ースメントを作製中の状態で示す斜視図で る。 図9はこの発明の第1変形例であるバン ーリインフォースメントを示す平面図であ 。 図10はこの発明の第2実施形態であるバ ンパーリインフォースメントを示す平面図で ある。 図11はこの発明の第2変形例であるバン パーリインフォースメントを示す側面断面図 である。 図12はこの発明の要旨を逸脱する参考 1のバンパーリインフォースメントを示す平 面図である。 図13はこの発明の要旨を逸脱する参考 2のバンパーリインフォースメントを示す平 面図である。

 <第1実施形態>
 図1はこの発明の第1実施形態である大型ト ックのフロントアンダーランプロテクタに いられるバンパーリインフォースメント周 を示す斜視図、図2は側面断面図、図3は平面 図である。

 これらの図に示すように、本実施形態に ける大型トラックには、互いに平行に配置 れ、かつ車両構造材を構成する左右一対の インフレーム等のサイドフレーム(51)(51)が 車両前後方向に沿って延びるように配置さ ている。

 この一対のサイドフレーム(51)(51)の前端 には、クロスメンバー(52)が架け渡されるよ に固定されるとともに、一対のサイドフレ ム(51)(51)の前端下面には、左右一対のステ (53)(53)が下方に突出するように設けられてい る。

 そしてこのステイ(53)(53)の下端前面には フロントアンダーランプロテクタ(FUP)として 長尺なバンパーリインフォースメント(P1)が けられている。

 なお図3において、符号(55)はトラックの 輪を示している。

 バンパーリインフォースメント(P1)は、ア ルミニウムまたはその合金からなり、中空角 パイプ形状の一体成形品によって構成されて おり、長さ方向が車幅方向に対応するように 配置されている。

 このバンパーリインフォースメント(P1)は 、後に詳述するように、一対のステイ(53)(53) それぞれ固定される部分が、固定部(11)(11) してそれぞれ構成され、本実施形態では、 ンパーリインフォースメント(P1)における中 部の両側に、固定部(11)(11)が設けられてい 。

 さらにバンパーリインフォースメント(P1) における固定部(11)(11)を含む周辺が、後に詳 する強化部(1)(1)として構成される。

 なお本実施形態において固定部(11)(11)は ステイ(53)(53)等の車両構造材に接合している 区分によって構成されるものであり、固定部 (11)の長さ範囲(L11)は、ステイ(53)の幅(W53)に相 当する。

 本実施形態のバンパーリインフォースメ ト(P1)における両強化部(1)(1)間に配置される 区分(強化部を含まない区分)が、中間部(2)と て構成されるとともに、両強化部(1)(1)の両 側に配置される区分(強化部を含まない区分 )が、両側部(3)(3)として構成されている。

 本実施形態において、バンパーリインフ ースメント(P1)における強化部(1)(1)以外の領 域、つまり中間部(2)および両側部(3)(3)によっ て、非強化部が構成されている。

 ここで本実施形態における強化部(1)の構 について詳細に説明する。強化部(1)は固定 (11)を含む周辺によって構成されているが、 本実施形態において、強化部(1)の長さ寸法(L1 )は、200~800mmに設定される。さらにこの長さ 法(L1)は、固定部(11)の長さ寸法(L11)に対し、1 .5~8倍に設定されている。

 また本実施形態において、強化部(1)にお る固定部(11)を除く両側の領域のうち、中間 部(2)側を強化部内側端部(12)とし、側部(3)側 強化部外側端部(13)としたとき、強化部内側 部(12)の長さ寸法(L12)は、50~350mmに設定され いる。さらにこの長さ寸法(L12)は、固定部(11 )の長さ寸法に対し、0.5~3.5倍に設定される。 た強化部外側端部(13)の長さ寸法(L13)は、50~3 50mmに設定されている。さらにこの長さ寸法(L 13)は、固定部(11)の長さ寸法に対し、0.5~3.5倍 設定されるとともに、側部(3)の長さ寸法に し、0.1~0.8倍に設定されている。

 本発明において、強化部内側端部(12)の長 さ寸法(L12)が短過ぎる場合には、後述するよ に、中間部(2)に加わる衝突時の荷重(F2)に対 し、十分な耐衝撃性を得ることができないお それがある。さらに強化部外側端部(13)の長 寸法(L13)が短過ぎる場合には、両側部(3)に加 わる衝突時の荷重(F3)に対し、十分な耐衝撃 を得ることができないおそれがある。また 化部内側端部(12)および外側端部(13)の長さ寸 法(L12)(L13)が長過ぎる場合には、重量(質量)の 増大を来すおそれがある。

 なお本発明においては、強化部内側端部( 12)および外側端部(13)の長さ寸法(L12)(L13)は、 いに異なっていても良く、換言すれば、固 部(11)の車幅方向中間位置と、強化部(1)の車 幅方向中間位置とを、必ずしも一致させる必 要はない。

 本実施形態において、バンパーリインフ ースメント(P1)の中間部(2)は、中間の軽量化 部として構成されている。さらにこの中間部 (2)としての軽量化部は、両側の強化部(1)(1)に それぞれ接続する形状移行部(22)(22)と、両形 移行部(22)(22)間に設けられる主軽量化部(21) を有している。

 主軽量化部(21)は、長さ方向の全域わたっ て同一の断面形状に形成されるとともに、形 状移行部(22)は、後述するように長さ方向に じて断面形状が変化するように形成されて る。

 本実施形態においては、バンパーリイン ォースメント(P1)は、軽量化部、つまり主軽 量化部(21)および形状移行部(22)以外の領域に って非軽量化部が構成されている。

 本発明においては、強化部(1)(1)は、非軽 化部によって構成されるものであるが、非 量化部は、必ずしも強化部を構成するもの はない。例えば両側部(3)(3)は、非軽量化部 あるが、強化部を構成するものではない。

 本実施形態においては図4,5に示すように 非軽量化部を構成する強化部(1)および両側 (3)は共に、同一の断面形状を有しており、 下方向の長さ(高さ)が前後方向の長さより 長い縦長矩形状(長方形状)の断面に形成され ている。さらに非軽量化部としての強化部(1) および両側部(3)は、長さ方向のいずれの位置 においても、同一の断面形状に形成されてい る。

 また図6に示すように、主軽量化部(21)も 記と同様に、上下方向の長さ(高さ)が前後方 向の長さよりも長い縦長矩形状(長方形状)の 面に形成されており、その断面形状は、上 非軽量化部(1)(3)の断面形状に対し小さくて ぼ相似形をなすとともに、主軽量化部(21)は 、非軽量化部(1)(3)に対し周壁の肉厚も薄く形 成されている。従って、主軽量化部(21)は、 軽量化部(1)(3)に対し、断面二次モーメント よび断面積が小さく形成されている。さら 主軽量化部(21)は、長さ方向のいずれの位置 おいても、同一の断面形状に形成されてい 。

 一方、中間部(2)の両側に設けられる形状 行部(22)(22)は、強化部(1)(1)および主軽量化 (21)に対しほぼ相似形をなす縦長矩形状(長方 形状)の断面に形成されている。さらに形状 行部(22)(22)は、強化部(1)(1)から主軽量化部(21 )に向かうに従って次第に、外径寸法および 厚が小さくなるように、断面形状が滑らか 連続して変化することにより、断面二次モ メントおよび断面積が滑らかに連続して変 している。

 以上の構成のバンパーリインフォースメ ト(P1)における両固定部(11)(11)の後壁が、大 トラックにおける一対のステイ(53)(53)の下 部に、ボルト(54)を介して締結固定されるこ により、バンパーリインフォースメント(P1) が大型トラックの前端下部に車幅方向に沿っ て配置された状態に組み付けられる。

 なおバンパーリインフォースメント(P1)に おける両固定部(11)(11)の前壁には、ボルト(54) を挿通操作したり、あるいはボルト(54)を締 操作するための作業孔(15)(15)が形成されてい る。

 本実施形態のバンパーリインフォースメ ト(P1)は、角パイプ状ワーク(W)に対して、塑 性加工としてのダイレス加工を施して作製す る。

 ダイレス加工を行うためのワーク(W)は、 出加工によって得るものである。すなわち 7に示すように、アルミニウムまたはその合 金製の押出素材を周知の押出機によって連続 押出成形することによって、中空押出材を得 る(ステップS1)。

 続いて、その押出材を粗切断して、適当 長さに調整することにより、ワーク(W)とし の中空押出製品を得る(ステップS2)。このワ ーク(W)は、作製しようとするバンパーリイン フォースメント(P1)の断面とほぼ相似形をな 縦長矩形状の断面を有している。

 図8に示すようにワーク(W)に対しダイレス 加工を行うためのダイレス加工装置は、ワー ク(W)を長さ方向(軸心方向)に沿って搬送しつ 加工するものであり、ワーク(W)の搬送方向( 図8に向かって右上方向)を前方側(下流側)と たとき、ワーク(W)をその後端(上流側端部)を 固定した状態で、前端を把持しつつ前方に引 っ張る引張装置(図示省略)が設けられている またこのダイレス加工装置には、ワーク(W) 加熱するための加熱コイル(61)と、ワーク(W) を冷却するための冷却コイル(62)とが同期し ワーク(W)の搬送方向に沿って移動できるよ に構成されている。

 そして本実施形態では、加熱コイル(61)に よってワーク(W)を加熱しつつ、その加熱コイ ル(61)を後方(上流側)へ移動させるとともに、 ワーク(W)を引張装置によって前方(下流側)へ っ張る。こうしてワーク(W)の加熱部に引張 を作用させて、その引張力により、ワーク( W)の加熱部を縮径薄肉変形させる。さらに、 状を変形させた部分を、加熱コイル(61)と一 体に移動する冷却コイル(62)により冷却する とによって固結(凍結)して安定化させるもの である(図7のステップS3)。

 具体的には、ワーク(W)において、バンパ リインフォースメント(P1)における下流側の 一側部(3)および強化部(1)等の非軽量化部に対 応する部分では、ワーク(W)を引張装置により ほとんど引っ張らずに、加熱コイル(61)およ 冷却コイル(62)を等速で後方に移動させてい 。つまり、コイル(61)(62)の移動速度(V2)を一 に保持しながら、ワーク(W)の引張速度(V1)を ほぼ「0」に設定する。これによりワーク(W) 加熱部に対し引張力(変形力)をほとんど与え ずに、ほぼ原形のままの断面形状に維持する 。

 なお本発明においては、下流側の一側部( 3)および強化部(1)等の非軽量化部に対応する 分を加工する場合に、引張装置によりワー (W)を多少引っ張ったり、または圧縮したり ることにより、多少の引張力や圧縮力を作 させて、その部分を引き延ばして縮径薄肉 形させたり、押し縮めて拡径増肉変形する うにしても良い。

 次に、ワーク(W)において、バンパーリイ フォースメント(P1)の下流側の形状移行部(22 )に対応する部分では、コイル(61)(62)の移動速 度(V2)を一定に保持した状態で、引張装置に りワーク(W)を前方へ引っ張りつつ、その引 速度(V1)を次第に加速させていく。こうして ーク(W)の加熱部への引張力を次第に増加さ て、その部分の引き延ばし量を次第に増加 せるように縮径薄肉変形させる。これによ 下流側の形状移行部(22)に対応する部分は、 下流側から上流側にかけて次第に外径寸法お よび肉厚が小さくなるように、テーパー状に 形成される。

 なお本実施形態では、引張装置による引 速度(V1)において、下流側の形状移行部(22) 成形する際の初速は、下流側の一側部(3)お び強化部(1)に対応する部分を成形した際の 度と等しくなっている。

 次に、ワーク(W)において、バンパーリイ フォースメント(P1)の中間部(2)における主軽 量化部(21)に対応する部分では、コイル(61)(62) の移動速度(V2)を一定に保持した状態で、引 装置による引張速度(V1)を高速にして等速で っ張る。こうしてワーク(W)の加熱部に、強 引張力を作用させて、その部分を引き延ば て縮径薄肉変形させる。これにより主軽量 部(21)に対応する部分は、長さ方向全域の外 径寸法および肉厚が等しい細長い角パイプ状 に形成される。従ってこの主軽量化部(21)は 強化部(1)および側部(3)に対し、外径寸法お び肉厚が小さくなり、断面二次モーメント よび断面積が小さくなる。

 なお本実施形態において、引張装置によ 引張速度(V1)において、主軽量化部(21)を成 する際の速度は、下流側の形状移行部(22)を 形した際の終速と等しくなっている。

 次に、ワーク(W)において、バンパーリイ フォースメント(P1)の上流側の形状移行部(22 )に対応する部分では、コイル(61)(62)の移動速 度(V2)を一定に保持した状態で、引張装置に る引張速度(V1)を次第に減速させていく。こ してワーク(W)の加熱部への引張力を次第に 少させて、その部分の引き延ばし量を次第 減少させるように縮径薄肉変形させる。こ により上流側の形状移行部(22)に対応する部 分は、下流側から上流側にかけて次第に外径 寸法および肉厚が大きくなるように、テーパ ー状に形成される。

 なお本実施形態では、引張装置による引 速度(V1)において、上流側の形状移行部(22) 成形する際の初速は、主軽量化部(21)を成形 る際の速度と等しくなっている。

 次に、ワーク(W)において、バンパーリイ フォースメント(P1)の上流側の強化部(1)およ び側部(2)に対応する部分では、コイル速度(V2 )を一定に保持した状態で、引張装置による 張速度(V1)をほぼ「0」に設定する。これによ りワーク(W)の加熱部に対し引張力(変形力)を えずに、そのままの断面形状に維持する。

 なお言うまでもなく、上流側の強化部(1) よび側部(2)に対応する部分に対し、多少の 張力や圧縮力を作用させて、その部分を引 延ばして縮径薄肉変形させたり、押し縮め 拡径増肉変形するようにしても良い。

 本実施形態では、引張装置による引張速 (V1)において、上流側の強化部(1)および側部 (3)等の非軽量化部を成形する際の速度は、上 流側の形状移行部(22)を成形する際の終速と しくなっている。

 なお本実施形態においては、ダイレス加 装置として、加熱コイル(61)および冷却コイ ル(62)をワーク搬送方向に沿って上流側に移 させるようにしたものを採用しているが、 れだけに限られず、本発明においては、加 コイル(61)および冷却コイル(62)を固定してお いて、ワークの基端側(上流側端部)を下流側 送り出すことにより、加熱コイルおよび冷 コイルをワークに対し相対的に移動させる うにしたものを採用しても良く、さらにワ クの基端側の送り出しと、加熱コイルおよ 冷却コイルの移動とを併用させるようにし ものも採用することができる。

 こうしてダイレス加工(一次加工)を施し 、中間部(2)が細く成形されたダイレス加工 品を作製し、そのダイレス加工製品に対し 正切断を行って所定のサイズに揃える(図7の ステップS4)。

 こうして得られた中間製品において必要 応じて、曲げプレス加工(二次加工)を施し (ステップS5)。なお本実施形態では、バンパ リインフォースメント(P1)として直線状のも のを採用しているため、曲げプレス加工(ス ップS5)は行われることがなく、後述の第2実 形態で行われる。

 続いて機械加工を行って(ステップS6)、中 間製品にボルト孔や、作業孔(15)等を形成し 後、熱なまし等の熱処理を行って(ステップS 7)、本実施形態のバンパーリインフォースメ ト(P1)を得るものである。

 こうして得られたバンパーリインフォー メント(P1)は、中間部(2)の主軽量化部(21)が 強化部(1)および両側部(3)に対し、外径寸法 小さくて、周壁の肉厚も小さく形成される ともに、形状移行部(22)(22)は、強化部(1)(1)の 断面形状から主軽量化部(21)の断面形状へと らかに連続して変化するようにテーパー状 形成されている。

 以上のように構成された本第1実施形態に よれば、強化部(1)、中間部(2)および側部(3)等 の各部位が一体に連結されているため、各部 位(1)~(3)の各間における接続強度、ひいては 体的な強度を十分に確保することができ、 衝撃性に優れた信頼性の高いバンパーリイ フォースメント(P1)等のバンパー製品を得る とができる。

 さらに本第1実施形態のバンパーリインフ ォースメント(P1)は、中空状のワーク(W)にダ レス加工を施した一体成形品によって構成 れるため、構成部品点数が実質的に1つとな 、部品点数を削減できるとともに、部品同 を連結する必要もなく、製作を容易に行う とができ、コストを削減することができる

 なお本発明においては、ダイレス加工(一 次加工)して得られたバンパーリインフォー メント(P1)に対し、備品等の別部材を取り付 て、最終製品として構成するようにしても い。バンパーリインフォースメント(P1)に取 り付けられる備品としては、搭乗者が車両に 乗り込む際の足場となる搭乗ステップ等を例 に挙げることができる。

 また本第1実施形態において、軽量化部と しての中間部(2)は、非軽量化部(1)(3)に対し小 径薄肉に形成されて断面積が小さいため、重 量が軽減されて、全体として軽量化を図るこ とができる。

 さらに本第2実施形態のバンパーリインフ ォースメント(P1)は、中空パイプ状に形成さ ているため、より一層軽量化を図ることが きる。

 また本第1実施形態のバンパーリインフォ ースメント(P1)は、大断面の強化部(1)および 断面の主軽量化部(21)間に形状移行部(22)を形 成して、その形状移行部(22)において、強化 (1)から主軽量化部(21)に向けて、断面形状を らかに連続して変化させるようにしている め、断面形状が急激に変化する部分、つま 衝突荷重等により応力が集中する部分が存 しない。従ってバンパーリインフォースメ ト(P1)に加わる衝撃力が、局部的に集中する のを有効に防止でき、スムーズに分散できる ようになり、強度および剛性等の耐衝撃性を より確実に向上させることができる。

 また本第1実施形態のバンパーリインフォ ースメント(P1)においては、一次加工(塑性加 )としてダイレス加工を利用しているため、 成形用金型を用いる必要がなく、その分、コ ストを削減できるとともに、効率良く加工で きて、生産性を向上させることができる。

 さらに本第1実施形態のバンパーリインフ ォースメント(P1)は、ワーク(W)としての押出 品にダイレス加工(引張加工)を施して作製す るものであるため、長さの長いものを難なく 作製でき、汎用性を向上させることができる 。

 なお上記実施形態のバンパーリインフォ スメント(P1)は、一端から他端にかけて直線 状に形成されているが、それだけに限られず 、本発明においては、図9に示すバンパーリ ンフォースメント(P11)のように、両側部(3)(3) の外側を後方に曲成して、曲成部(35)(35)を形 するようにしても良い。この曲成部(35)(35) 形成は、図7のステップS5に示す曲げプレス 工(二次加工)によって行われるものである。

 この両側曲成部(35)(35)を有するバンパー インフォースメント(P11)においても、上記と 同様に同様の作用効果を奏するものである。

 ここで本実施形態において、バンパーリ ンフォースメント(P1)(P11)は、軽量化部とし の中間部(2)の断面二次モーメントが小さい のであるが、以下に詳述するようにバンパ 製品として十分な強度を備えるものである

 まず図12に示すように断面形状が長さ方 の全域にわたって一定のバンパーリインフ ースメント(P51)において、固定部(1)、中間部 (2)および側部(3)に、ポール押し(オフセット 突)による荷重負荷が加わる場合について考 する。

 この場合、固定部(1)は、その後面がステ (53)等の車両構造体に取り付けられているた め、衝突時に固定部(11)に加わる荷重(F1)を、 定部(11)の圧潰変形(潰れ圧壊)によって吸収 ることになる。

 中間部(2)は、その両端部が固定部(11)(11) 介してステイ(53)等の車両構造体に支持され ため、両端の固定部(11)(11)を固定点とする 持ちばり(両端支持構造)の状態となる。従っ て衝突時に中間部(2)に加わる荷重(F2)を、固 部(11)(11)近傍(周辺)の曲げ変形(圧潰変形)に って吸収することになる。

 側部(3)は、片側(内側)が固定部(11)を介し ステイ(53)等の車両構造体に支持されるため 、片端を固定点とする片持ちばり(片端支持 造)の状態となる。従って衝突時に側部(3)に わる荷重(F3)を、固定部(11)近傍(周辺)の曲げ 変形(圧潰変形)によって吸収することになる

 これらの各部位(1)~(3)のうち、強度、剛性 等の耐荷重性の観点から、最も不利な部位は 、片持ちばりの状態である両側部(3)(3)であり 、2番目に不利な部位は、両持ちばりの状態 ある中間部(2)であり、3番目に不利な部位、 まり最も有利な部位は、固定部(11)(11)とな 。従って車両用バンパーの技術分野におい は、荷重(F3)に対する剛性、強度を基準にし 、車両用バンパーの設計、開発を行うのが 例である。

 例えば同図に示すバンパーリインフォー メント(P51)のように、一定の断面のもので 、両側部(3)(3)に衝撃荷重(F3)が加わった際に 固定部(11)(11)近傍における曲げ変形に対応 きるように、固定部(11)周辺を厚肉および大 に形成する必要があり、その厚肉大径の固 部(11)(11)に合わせて、中間部(2)および両側 (3)(3)も厚肉大径に形成することになる。換 すれば、中間部(2)や両側部(3)(3)には、必要 上の剛性や強度があるにもかかわらず、厚 大径に形成されている。

 以上の説明は、一端から他端にかけて直 状に形成されたパンパーリインフォースメ ト(P51)を例に挙げて説明しているが、図13に 示すように、両側部(3)(3)の外側に曲成部(35)(3 5)が設けられたバンパーリインフォースメン (P52)においても、断面形状(外径)が長さ方向 全域にわって一定のものでは、上記と同様に 、厚肉大径の固定部(11)(11)に合わせて、中間 (2)および両側部(3)(3)も厚肉大径に形成する とになる。

 これに対し、本実施形態において図1~3に すように、バンパーリインフォースメント( P1)の中間部(2)は、断面積が小さい軽量化部(2) に形成しているものの、固定部(11)(11)を含む 辺を強化部(1)(1)、つまり衝突時に荷重(F1)~F3 )が集中する強化部(1)(1)の断面二次モーメン を大きくしているため、いずれの荷重(F1)~(F3 )に対しても、十分な耐荷重性を確保するこ ができる。このようにバンパーリインフォ スメント(P1)の全域において、衝撃時の耐荷 性を確保することができる。その上さらに 実施形態のバンパーリインフォースメント( P1)は、中間部(2)を断面積の小さい軽量化部と して構成しているため、軽量化も確実に図る ことができる。

 なお上記の説明は、一端から他端にかけ 直線状に形成されたバンパーリインフォー メント(P1)を例に挙げて説明したが、上記図 9に示す変形例のバンパーリインフォースメ ト(P11)のように、両側部(3)(3)に曲成部(35)(35) 設けられたものでも、上記と同様に、衝突 の耐荷重性を十分に確保しつつ、軽量化を ることができる。

 <第2実施形態>
 図10はこの発明の第2実施形態である大型ト ックのフロントアンダーランプロテクタ周 を示す平面図である。同図に示すように、 の第2実施形態のフロントアンダーランプロ テクタを構成するバンパーリインフォースメ ント(P2)は、上記第1実施形態と同様、固定部( 11)(11)を含む周辺が、強化部(1)(1)として構成 れるとともに、強化部(1)(1)間が、軽量化部 なす中間部(2)として構成されている。さら 固定部(11)(11)の両外側に設けられる両側部(3) (3)の外側部分(両側端部)が、軽量化部をなす 状移行部(32)(32)として構成されている。

 この形状移行部(32)(32)は、縦長矩形状(長 形状)の断面に形成されている。さらにこの 形状移行部(32)(32)は、外側に向かうに従って 第に、外径寸法および肉厚が小さくなるよ に、断面形状が滑らかに連続して変化する とにより、断面二次モーメントおよび断面 が滑らかに連続して変化している。

 本第2実施形態において、他の構成は、上 記第1実施形態と実質的に同様であるため、 一または相当部分に同一符号を付して、重 説明は省略する。

 この第2実施形態のバンパーリインフォー スメント(P2)においても、上記と同様に同様 作用効果を奏するものである。

 その上さらに、本第2実施形態においては 、両側部(3)(3)の外側部分を、連続的に縮径薄 肉変形させる形状移行部(32)(32)に形成してい ため、その形状移行部(32)(32)によって、一 と軽量化を図ることができる。

 なお両側部(3)(3)に衝突荷重(図12,13のF3に 当)が加わったとしても、両側部(3)(3)におけ 固定部(11)の近傍(強化部1)における断面二次 モーメントを大きくしているため、荷重(F3) 対する耐荷重性を確保でき、十分な強度、 性を確保することができる。

 なお本第2実施形態のバンパーリインフォ ースメント(P2)において、一方側を先端側(下 側)としてダイレス加工によって作製する場 合、下流側の一側部(3)における形状移行部(32 )に対応する部分では、引張装置によりワー を下流側へ引っ張りつつ、その引張速度(V1) 次第に減速させていく。こうしてワークの 熱部への引張力を次第に低下させて、その 分の引き延ばし量を次第に低下させるよう 拡径増肉変形させる。これにより一側部(3) 形状移行部(32)に対応する部分は、下流側か ら上流側にかけて次第に外径寸法および肉厚 が大きくなるように、テーパー状に形成され る。

 上流側(基端側)の他側部(3)における形状 行部(32)に対応する部分では、引張装置によ ワークを下流側へ引っ張りつつ、その引張 度(V1)を次第に加速させていく。こうしてワ ークの加熱部への引張力を次第に増加させて 、その部分の引き延ばし量を次第に増加させ るように縮径薄肉変形させる。これにより他 側部(3)の形状移行部(32)に対応する部分は、 流側から上流側にかけて次第に外径寸法お び肉厚が小さくなるように、テーパー状に 成される。

 <変形例>
 上記実施形態においては、断面が縦長矩形 のバンパーリインフォースメントを例に挙 て説明したが、バンパーリインフォースメ トの断面形状は、それだけに限られず、ど ような形状に形成しても良い。要は、押出 工によって形成できる断面形状であれば、 のような断面形状にも形成することができ えば、円形、楕円形、長円形、多角形の他 異形の断面形状や、これらを複合した断面 状に形成することもできる。

 さらに本発明のバンパーリインフォース ントにおいては、内部に補強片やリブ等を 成するようにしても良い。例えば図11に示 ように、内部に架橋片を形成した断面「日 の字状のバンパーリインフォースメント(P1) も適用することができる。

 さらに上記実施形態においては、軽量化 の断面形状と非軽量化部の断面形状とが略 似形をなすように構成されているが、それ けに限られず、本発明においては、軽量化 と非軽量化部とを異なる断面形状に形成す にしても良い。例えば軽量化部および非軽 化部の一方を円形断面に形成するとともに 他方を矩形断面に形成するようにしても良 。

 また上記実施形態においては、軽量化部 、非軽量化部に対し、外径寸法および肉厚 共に小さく形成することによって、断面二 モーメントおよび断面積を小さくするよう しているが、それだけに限られず、本発明 おいては例えば、外径寸法および肉厚のい れか一方のみを小さくしたり、あるいは外 寸法および肉厚の一部分のみを小さくする とによって、軽量化部の断面二次モーメン および断面積を小さくするようにしても良 。

 上記実施形態のダイレス加工方法におい は、ワーク(W)に引張力を作用させて変形さ るようにしているが、それだけに限られず 本発明においては、圧縮力によって変形さ るようにしても良い。すなわち本発明にお ては、ワークの加熱部に圧縮力を作用させ 、強化部等を拡径増肉変形させるようにし も良い。

 さらに本発明においては、引張力による 径薄肉変形と、圧縮力による拡径増肉変形 を併用させるようなダイレス加工方法を採 しても良い。

 また上記実施形態においては、塑性加工 してダイレス加工を用いて、軽量化部を縮 薄肉変形させて、断面二次モーメントおよ 断面積を小さく形成するようにしているが それだけに限られず、本発明においては、 性加工として、アップセット加工、バルジ 工、ハイドロフォーミング加工を用いて、 化部を拡径増肉変形させて、断面二次モー ントおよび断面積を大きく形成するように ても良い。

 さらに本発明においては、ダイレス加工 アップセット加工、バルジ加工、ハイドロ ォーミング加工等の加工法を2つ以上併用し て、ワークの所要部分の断面形状を変形する ようにしても良い。

 また上記実施形態においては、バンパー インフォースメントをステイ(53)を介してサ イドフレーム等の車両構造体に組み付けるよ うにしているが、本発明において、バンパー リインフォースメントの車体への組付手段は 限定されるものではない。例えば本発明にお いて、バンパーリインフォースメントを直接 サイドフレーム等の車両構造体に組み付ける ようにしても良い。

 また上記実施形態においては、バンパー インフォースメントを、フロントアンダー ンプロテクタに適用する場合を例に挙げて 明したが、それだけに限られず、本発明の ンパーリインフォースメントは、バンパー 体に適用するようにしても良いし、リア側 バンパーに適用するようにしても良い。

 さらに本発明は、大型トラックのバンパ リインフォースメントに限られず、他の大 車両、普通自動車等の中型、小型車両のバ パーリインフォースメントに適用するよう しても良い。

 また上記各実施形態において、複数設け れる軽量化部は互いに、同じ外径寸法、同 形状、同じ厚さの肉厚に形成されているが それだけに限られず、本発明においては、 量化部が複数設けられる場合、各軽量化部 に、寸法、形状、壁部肉厚等を適宜異なら るようにしても良い。

 図1~3に示すように、上記第1実施形態と同 様にして、中間部(2)が軽量化部(21)(22)に仕上 られたフロントアンダーランプロテクタと てのアルミニウム合金製バンパーリインフ ースメント(P1)を作製した。

 このとき、強化部(1)および両側部(2)の断面 「A1」を、2820mm に設定し、断面二次モーメント「I1」を、2077 442.6mm に設定した。さらに主軽量化部(21)の断面積 A2」を、1804.9mm に設定し、断面二次モーメント「I2」を、8509 90.5mm に設定した。

 なお面積減少率「1-(A2/A1)」と、ダイレス 工装置の引張速度「V1」およびコイル速度 V2」とは、「1-(A2/A1)=V1/(V1+V2)」の関係が成立 る。

 この実施例のバンパーリインフォースメ ト(P1)において、強化部(1)、主軽量化部(21) よび側部(3)に、それぞれ荷重(F1)~(F3)を加え 、静破壊試験を実施した。その結果、強化 (1)におけるF1の最大荷重は、107.8kN(11ton・f)、 主軽量化部(21)におけるF2の最大荷重は、50.96k N(5.2ton・f)、側部(3)におけるF3の最大荷重は、 49kN(5ton・f)となり、所定の耐荷重を得ること でき、設計上の目標を達成できた。

 なお製品質量(重量)を測定したところ、12 .7kgであった。

 一方、図12に示すように、長さ方向全域 わたって、同一の断面形状に形成した点以 は、上記実施例と同様のバンパーリインフ ースメント(P51)を押出加工により作製した。 なおこの参考例1のバンパーリインフォース ントは、長さ方向のいずれの位置において 、上記実施例のバンパーリインフォースメ ト(P1)における強化部(1)と同様の断面形状に 成されている。

 この参考例1のバンパーリインフォースメ ント(P51)の製品質量を測定したところ、15.2kg あった。

 参考例1と同じ形状となるように、スチー ル製のバンパーリインフォースメントを溶接 処理を用いて作製した。

 この参考例2のバンパーリインフォースメ ントの製品質量を測定したところ、21.7kgであ った。

 以上の結果から明らかなように、本発明 準拠した実施例のバンパーリインフォース ント(P1)は、十分な耐荷重性を確保できる上 さらに、同じ材質の参考例1のバンパーリイ フォースメント(P51)に比べて、2.5kgも軽量化 図ることができ特に、スチール製の参考例2 のバンパーリインフォースメントに比べて、 9.0kgもの軽量化を図ることができた。

 本願は、2008年4月8日付で出願された日本 特許出願の特願2008-99961号の優先権主張を伴 うものであり、その開示内容は、そのまま本 願の一部を構成するものである。

 ここに用いられた用語及び表現は、説明 ために用いられたものであって限定的に解 するために用いられたものではなく、ここ 示されかつ述べられた特徴事項のいかなる 等物をも排除するものではなく、この発明 クレームされた範囲内における各種変形を 許容するものであると認識されなければな ない。

 本発明は、多くの異なった形態で具現化 れ得るものであるが、この開示は本発明の 理の実施例を提供するものと見なされるべ であって、それら実施例は、本発明をここ 記載しかつ/または図示した好ましい実施形 態に限定することを意図するものではないと いう了解のもとで、多くの図示実施形態がこ こに記載されている。

 本発明の図示実施形態をいくつかここに 載したが、本発明は、ここに記載した各種 好ましい実施形態に限定されるものではな 、この開示に基づいていわゆる当業者によ て認識され得る、均等な要素、修正、削除 組み合わせ(例えば、各種実施形態に跨る特 徴の組み合わせ)、改良および/または変更を するありとあらゆる実施形態をも包含する のである。クレームの限定事項はそのクレ ムで用いられた用語に基づいて広く解釈さ るべきであり、本明細書あるいは本願のプ セキューション中に記載された実施例に限 されるべきではなく、そのような実施例は 排他的であると解釈されるべきである。

 この発明の車両用バンパーリインフォー メントは、大型車両用のフロントアンダー ンプロテクタとして利用可能である。

1…強化部
11…固定部
2…中間部
21…主軽量化部(軽量化部)
22…形状移行部(軽量化部)
3…側部
32…形状移行部(軽量化部)
P1,P2,P11…バンパーリインフォースメント
W…ワーク




 
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