インパネビーム及びその製造方法
【課題】十分な軽量性と高い剛性とを有すると共に、インストルメントパネルの内側に大きな空間を確保することができ、しかも全長寸法の精度出しが容易なインパネビームを提供すること、及びそのようなインパネビームを有利に製造可能な方法を提供すること。
【解決手段】運転席側と助手席側とに跨って車幅方向に延びるように配置されて、車幅方向の両側に位置する車体部材間に架設されるインパネビーム１０であって、助手席側に配置される部分がアルミニウムパイプ１４からなる一方、運転席側に配置される部分が鋼パイプ１２にて構成されており、該アルミニウムパイプ１４が鋼製の連結板１６の一方の面に摩擦圧接されると共に、該鋼パイプ１２が該連結板１６の他方の面に摩擦圧接されることによって、それらアルミニウムパイプ１４と鋼パイプ１２とが該連結板１６を介して一体的に連結されてなるように構成した。
【解決手段】運転席側と助手席側とに跨って車幅方向に延びるように配置されて、車幅方向の両側に位置する車体部材間に架設されるインパネビーム１０であって、助手席側に配置される部分がアルミニウムパイプ１４からなる一方、運転席側に配置される部分が鋼パイプ１２にて構成されており、該アルミニウムパイプ１４が鋼製の連結板１６の一方の面に摩擦圧接されると共に、該鋼パイプ１２が該連結板１６の他方の面に摩擦圧接されることによって、それらアルミニウムパイプ１４と鋼パイプ１２とが該連結板１６を介して一体的に連結されてなるように構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インパネビームとその製造方法とに係り、特に、自動車のインストルメントパネルの内側に配設されるインパネビームの改良と、そのようなインパネビームを有利に製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車のインストルメントパネルの内側には、インパネビーム（ステアリングハンガービーム、クロスカービーム等とも称される）が、運転席側と助手席側とに跨って車幅方向に延びるように配置されて、車幅方向の両側に位置する車体部材間に架設されている。そして、このインパネビームにおいては、助手席側に配置される部分に、空調ユニットやエアバック等を取り付けるための取付ブラケット等が固定されるようになっており、また、運転席側に配置された部分には、ステアリングコラムが取り付けられるようになっている。
【０００３】
ところで、そのようなインパネビームには、以下のような性能が要求される。即ち、（ア）自動車の軽量化による燃費の向上等に寄与し得る軽量性と、（イ）アイドリング時の入力振動に対してステアリングを共振させない剛性と、（ウ）車幅方向両側に位置する特定の車体部材（例えば、Ａピラー等）に対して確実に取付可能な全長を確保できる高い寸法精度と、（エ）インストルメントパネルの内側に可及的に大きな空間を確保して、ダクトやハーネス、オーディオシステム、空調ユニット、エアバック等の様々な部材や部品の効率的な収納を可能とする設計自由度が、インパネビームにおいて必要とされているのである。
【０００４】
そこで、近年では、上記の要求性能を満たすべく、様々な構造のインパネビームが提案されている。例えば、特開２００１−２５３３６８号公報（特許文献１）や特開２００１−６３６２８号公報（特許文献２）には、助手席側に配置される部分が小径のアルミニウム合金製押出形材からなる一方、運転席側に配置される部分が大径のアルミニウム合金製押出形材にて構成され、そして、そのような異径の押出形材の間に連結具を介在させて、それらをねじ止め等の機械的手段にて固定してなるインパネビーム（インパネリインフォースメント）が、提案されている。また、助手席側の押出形材と運転席側の押出形材とを偏心状態で連結してなるインパネビームも開示されている。
【０００５】
そして、それらの公報には、そこに開示のインパネビームが、以下の如き特徴を有していることが、明らかにされている。 （i）インパネビーム全体がアルミニウム合金にて形成されるため、十分な軽量化が図られ得る。（ii）インパネビームの運転席側部分が大径とされていることで、ステアリングコラムが取り付けられる運転席側部分の剛性が確保され得る。 （iii）インパネビームの助手席側部分が小径とされているために、インストルメントパネルの内側の助手席側の空間を比較的大きく確保することができる。（iv）運転席側部分と助手席側部分とを偏心状態で連結することによって、運転席側部分と助手席側部分とが同軸的に連結される場合に比して、インストルメントパネルの内側部分の空間を有効活用できる。
【０００６】
ところが、よく知られているように、アルミニウム合金のヤング率は、鋼の約１／３程度である。そのために、助手席側部分よりも運転席側部分を大径化してインパネビームをオールアルミ化する場合には、運転席側部分の外径が極端に大きくなってしまうこととなる。そうすると、オールアルミ化による軽量化のメリットが大きく損なわれるだけでなく、インストルメントパネルの内側の運転席側部分に大きな空間を確保することが困難となるのである。しかも、インパネビームの運転席側部分と助手席側部分とを、連結具を介して、ねじ止め等の機械的手段で連結する場合には、異材質接合対策として、防錆処理が必要となるところから、余分な作業を行わなければならなかったのである。その上、インパネビーム全体の長さを所望の長さとするために、インパネビームの運転席側部分及び助手席側部分と連結具のそれぞれに対して、ねじの挿通孔や雌ねじ孔等を正確な位置に寸法精度良く設ける必要があり、それは容易ではなかったのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２５３３６８号公報
【特許文献２】特開２００１−６３６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、十分な軽量性と高い剛性とを有すると共に、インストルメントパネルの内側に大きな空間を確保することができ、しかも全長寸法の精度出しが容易なインパネビームを提供することにある。また、本発明は、そのようなインパネビームを有利に製造可能な方法を提供することをも、その解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、本発明にあっては、インパネビームに係る課題の解決のために、自動車のインストルメントパネルの内側に、運転席側と助手席側とに跨って車幅方向に延びるように配置されて、車幅方向の両側に位置する車体部材間に架設されるインパネビームであって、助手席側に配置される部分がアルミニウムパイプからなる一方、運転席側に配置される部分が鋼パイプにて構成されており、該アルミニウムパイプが鋼製の連結板の一方の面に摩擦圧接されると共に、該鋼パイプが該連結板の他方の面に摩擦圧接されることによって、それらアルミニウムパイプと鋼パイプとが該連結板を介して一体的に連結されてなることを特徴とするインパネビームを、その要旨とするものである。なお、ここで言うアルミニウムパイプは、純アルミニウムからなるアルミニウムパイプとアルミニウム合金からなるアルミニウムパイプの両方を含んだものとして、用いられている。以下、同一の意味において使用するものである。
【００１０】
本発明の好ましい態様の一つによれば、前記鋼パイプが、前記アルミニウムパイプよりも大きな径を有して構成される。
【００１１】
本発明の望ましい態様の一つによれば、前記アルミニウムパイプと前記鋼パイプとが、互いに非同軸的に位置した状態で、前記連結板を介して一体的に連結される。
【００１２】
また、本発明の有利な態様の一つによれば、前記連結板の一方の面に対する前記アルミニウムパイプの摩擦圧接により、該アルミニウムパイプの該連結板との当接側端部に生ずるバリを、該当接側端部の外径を大ならしめる厚肉部として形成すると共に、該連結板の一方の面に接合せしめることとなる。
【００１３】
そして、本発明にあっては、インパネビームの製造方法に係る課題の解決のために、自動車のインストルメントパネルの内側に、運転席側と助手席側とに跨って車幅方向に延びるように配置されて、車幅方向の両側に位置する車体部材間に架設されるインパネビームを製造する方法であって、（ａ）アルミニウムパイプと鋼パイプと、該アルミニウムパイプの外径及び該鋼パイプの外径よりも大きな板面を備えた鋼製の連結板とを準備する工程と、（ｂ）前記連結板の一方の面に対する前記アルミニウムパイプの摩擦圧接操作と、該連結板の他方の面に対する前記鋼パイプの摩擦圧接操作とを同時に実施して、該アルミニウムパイプと該鋼パイプとを該連結板を介して一体的に連結する工程とを含むことを特徴とするインパネビームの製造方法をも、また、その要旨とするものである。
【００１４】
なお、前記連結板は、前記アルミニウムパイプの外径よりも１０ｍｍ以上大きく、且つ前記鋼パイプのの外径よりも１０ｍｍ以上大きな直径の円を描き得る大きさの板面を有していることが、好ましい。
【００１５】
また、かかる本発明の望ましい態様の一つによれば、前記鋼パイプの外径よりも大きな板面を備えた前記連結板を変位不能で且つ回転不能に保持すると共に、該連結板の一方の面に第一の裏当て部材を当接配置する一方、該連結板の他方の面に第二の裏当て部材を当接配置することにより、該連結板の両面の互いに異なる位置に対して、厚さ方向への押圧力が同時に作用したときの該連結板の変形を阻止せしめた状態で、該連結板の一方の面に対して該アルミニウムパイプを摩擦圧接する一方、該連結板の他方の面に対して、該鋼パイプを、該アルミニウムパイプとは非同軸的となる位置において摩擦圧接するようにされる。
【００１６】
さらに、本発明の好適な態様の一つによれば、前記連結板の一方の面に対する前記アルミニウムパイプの摩擦圧接操作の実施に際して、該アルミニウムパイプの該連結板との当接側端部の外周面と離間して位置する囲繞面を備えた囲繞部材にて、該アルミニウムパイプの該当接側端部を囲繞して、該当接側端部の外周面と、該連結板の一方の面と、該囲繞部材の囲繞面との間で閉鎖空間を形成し、該連結板に対する該アルミニウムパイプの摩擦圧接操作の実施により該アルミニウムの該当接側端部に生ずるバリを、該閉鎖空間内に閉じ込めて、該連結板の一方の面に接触させることによって、該バリを該連結板の一方の面に接合するようにされる。
【００１７】
更にまた、本発明の有利な態様の一つによれば、前記囲繞部材が、前記連結板を挟持する複数のクランプ部材にて構成されると共に、それら複数のクランプ部材に、前記囲繞面を複数に分割した分割囲繞面がそれぞれ設けられ、該複数のクランプ部材が該連結板を挟持したときに、該複数の分割囲繞面が組み合わされて、該囲繞面が形成されると共に、該アルミニウムパイプの該連結板との前記当接側端部が、該囲繞面にて囲繞されるように構成される。
【００１８】
また、本発明の別の好ましい態様の一つによれば、前記囲繞部材の囲繞面が、前記連結板の一方の面に当接した前記アルミニウムパイプの当接側端部を囲繞した状態において、該当接側端部の先端に向かって次第に大径化するテーパ面形状を有するように構成されることとなる。
【発明の効果】
【００１９】
すなわち、本発明に従うインパネビームにあっては、助手席側部分がアルミニウムパイプにて構成されているため、インパネビーム全体が鋼パイプからなるものに比して、十分な軽量性が有利に確保され得るのである。また、かかるインパネビームでは、運転席側部分に必要とされる程の剛性が助手席側部分に要求されないため、そのような助手席側部分を構成するアルミニウムパイプを小径とすることができる。これによって、かかる小径のアルミニウムパイプが配設されるインストルメントパネルの内側の助手席側部分に、十分に大きな空間が効果的に確保され得ることとなる。更に、運転席側部分が鋼パイプからなるところから、インパネビーム全体がアルミニウムパイプからなるものとは異なって、運転席側部分の外径を極端に大きくすることなく、運転席側部分の剛性が有利に高められ得るのである。そして、そのように、運転席側部分の外径が極端に大きくされるものでないため、インストルメントパネルの内側の運転席側部分の空間も、インパネビームの配設によって著しく狭くなってしまうようなことが、有利に回避され得ることとなる。しかも、鋼パイプの外径をアルミニウムパイプの外径よりもある程度大きくして、鋼パイプの剛性向上を図る場合には、鋼パイプの外径を大きくした分だけ、薄肉化を実現できる。そして、それによって、鋼パイプ、ひいてはインパネビーム全体の軽量化が期待され得ることとなる。
【００２０】
また、本発明に係るインパネビームにおいては、運転席側部分を構成する鋼パイプと、助手席側部分を構成するアルミニウムパイプとが、鋼製の連結板の両面に摩擦圧接されて、かかる連結板を介して一体的に連結されている。このため、それら鋼パイプとアルミニウムパイプの連結板に対する摩擦圧接時に、例えば、鋼パイプとアルミニウムパイプの連結板に対する加圧力や回転数を予め設定された値に調節することによって、摩擦圧接後の各パイプの長さ、ひいてはインパネビーム全体の長さを、容易に且つ寸法精度良く、所望の長さと為すことが出来る。しかも、鋼パイプとアルミニウムパイプとが連結板の両面にそれぞれ圧接されているため、それら各パイプの内外径や板厚を、それぞれ独立して、適宜に設定することが出来る。更に、連結板に対する各パイプの摩擦圧接箇所を適宜に変更するだけで、鋼パイプとアルミニウムパイプとを同軸的に位置させたり、互いに非同軸として、偏心状態で位置させたりすることが出来る。また、連結板の大きさを変えることによって、鋼パイプとアルミニウムパイプの偏心量を容易に変更することが出来る。その上、特別な防錆処理を行う必要もない。
【００２１】
従って、かくの如き本発明に従うインパネビームにあっては、十分な軽量化と、剛性が必要とされる部分の高剛性化とが有利に実現され得る。また、インストルメントパネルの内側に、十分に大きな空間を確保することが可能となる。しかも、全長寸法の精度出しが容易となって、車体への取付精度の向上が効果的に図られ得ることとなるのである。
【００２２】
そして、本発明に従うインパネビームの製造方法にあっては、小径のアルミニウムパイプと大径の鋼パイプの連結板の両面への摩擦圧接操作が同時に実施されるところから、上記の如き優れた特徴を有するインパネビームを、極めて容易に且つ迅速に製造することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に従う構造を有するインパネビームの一実施形態を示す一部切欠正面説明図である。
【図２】図１におけるII−II断面拡大説明図である。
【図３】図１に示されたインパネビームを製造する際に実施される一工程例を示す説明図であって、連結板をクランプ部材にて保持した状態を示している。
【図４】図３に示されたクランプ部材の詳細説明図である。
【図５】図４におけるV矢視説明図である。
【図６】図３におけるVI−VI面説明図である。
【図７】図３に示される工程に引き続いて実施される工程例を示す説明図であって、連結板の両面に対して、アルミニウムパイプと鋼パイプとを同時に摩擦圧接している状態を示している。
【図８】本発明に従う構造を有するインパネビームの別の実施形態を示す、図１に対応する図である。
【図９】図８におけるIX−IX断面拡大説明図である。
【図１０】図８に示されたインパネビームを製造する際に実施される一工程例を示す説明図であって、連結板をクランプ部材にて保持した状態を示している。
【図１１】図１０に示された上側クランプ部材の詳細説明図である。
【図１２】図１１におけるXII矢視説明図である。
【図１３】図１０に示された下側クランプ部材の詳細説明図である。
【図１４】図１３におけるXIV矢視説明図である。
【図１５】図１０におけるXV−XV断面説明図である。
【図１６】図１０に示される工程に引き続いて実施される工程例を示す説明図であって、連結板の両面に対して、アルミニウムパイプと鋼パイプとを同時に摩擦圧接している状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の構成について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
【００２５】
先ず、図１には、本発明に従う構造を有するインパネビームの一実施形態が、一部切欠図を含んだ正面形態において示されている。かかる図１から明らかなように、本実施形態のインパネビーム１０は、大径の第一パイプ１２と小径の第二パイプ１４とが、連結板１６に対して、互いに同軸上に位置した状態で、摩擦圧接により一体的に連結されて、１本の長尺なパイプ部材として構成されている。
【００２６】
より具体的には、第一パイプ１２は、図示しないインストルメントパネルの内側にインパネビーム１０が配置された状態下で、運転席側に配置される部分を構成するものであって、インパネビーム１０が取り付けられるべき自動車の車幅寸法の略半分の長さを有している。このような第一パイプ１２には、インストルメントパネル内側への配置状態下で、ステアリングコラムが取り付けられることとなる。このため、第一パイプ１２には、アイドリング時の振動によってステアリングを共振させないだけの剛性が必要となる。それ故に、第一パイプ１２は、その形成材料として、高い剛性を有する鋼材が用いられている。即ち、ここでは、第一パイプ１２が、鋼パイプにて構成されているのである。なお、この第一パイプ１２を構成する鋼パイプの種類（材質）は、特に限定されるものではないものの、一般には、自動車構造用鋼管を用いて、第一パイプ１２が形成されることとなる。
【００２７】
また、第二パイプ１４は、図示しないインストルメントパネルの内側にインパネビーム１０が配置された状態下で、助手席側に配置される部分を構成するものであって、インパネビーム１０が取り付けられるべき自動車の車幅寸法の略半分の長さを有している。このような第二パイプ１４には、インストルメントパネル内側への配置状態下で、ワイヤーハーネス等の軽量物が取り付けられることとなる。このため、第二パイプ１４には、第一パイプ１２に要求される程の剛性が必要とされず、それよりも軽量性が優先される。それ故、第二パイプ１４は、その形成材料として、第一パイプ１２の形成材料たる鋼材よりも剛性は低いものの、軽量性に優れた純アルミニウム又はアルミニウム合金（以下、それらを総称して、単にアルミニウムという）が用いられている。即ち、ここでは、第二パイプ１４が、アルミニウムパイプ（純アルミニウム製のパイプとアルミニウム合金製のパイプとを含む。以下、同一の意味において使用する）にて構成されているのである。なお、この第二パイプ１４を構成するアルミニウムパイプの種類（材質）は、特に限定されるものではないものの、ＪＩＳ呼称の３０００系、５０００系、６０００系、７０００系のアルミニウム合金が、好適に用いられる。
【００２８】
さらに、そのようなアルミニウムパイプからなる第二パイプ１４は、軽量性の更なる向上と、インストルメントパネルの内側に配置されたときのインストルメントパネル内側の空間を大きく確保するために、小径とされている。これに対して、第一パイプ１２は、上記のように十分な剛性を得ることを目的として大径とされ、本実施形態では、第二パイプ１４よりも大径とされている。このように、第一パイプ１２は、大径とされているところから、剛性の向上のために必要以上に肉厚が大きくされることがない。これによって、第一パイプ１２の重量が、可及的に小さくされているのである。なお、第一パイプ１２は、第二パイプ１４の剛性よりも大きな剛性を確保可能であれば、必ずしも、第二パイプ１４よりも大径とされている必要はない。
【００２９】
第一パイプ１２と第二パイプ１４の径（外径）や肉厚寸法は、特に限定されるものではなく、インパネビーム１０に必要とされる剛性や軽量性等に応じて、適宜に決定されるものであるが、好適には、以下の寸法とされる。即ち、鋼パイプからなる第一パイプ１２の外径は、好ましくは４０〜７０ｍｍの範囲内の値とされる。また、その肉厚は、一般には１．８〜３．２ｍｍの範囲内の値とされる。何故なら、第一パイプ１２の外径が４０ｍｍを下回る場合や肉厚が１．８ｍｍ未満である場合には、第一パイプ１２に要求される所望の剛性を確保することが困難となる恐れがあるからである。また、第一パイプ１２の外径が７０ｍｍを上回る場合や肉厚が３．２ｍｍを超える場合には、第一パイプ１２が大型化し、それにより、インストルメントパネルの内側空間が第一パイプ１２にて取られ過ぎたり、或いはインパネビーム１０全体の重量が過大となって、インパネビーム１０が装着される自動車の燃費効率が低下したりする可能性が大きくなるからである。
【００３０】
また、アルミニウムパイプからなる第二パイプ１４の外径は、好ましくは２５〜５５ｍｍの範囲内とされる。そして、その肉厚は、一般には１．８〜４．０ｍｍの範囲内の値とされる。何故なら、第二パイプ１４の外径が２５ｍｍを下回る場合や肉厚が１．８ｍｍ未満である場合には、第二パイプ１４の強度が著しく低いものとなる恐れがあるからである。一方、第二パイプ１４の外径が５５ｍｍを上回る場合や肉厚が４．０ｍｍを超える場合には、第二パイプ１４が大型化し、それにより、インストルメントパネルの内側空間が第二パイプ１４にて取られ過ぎたり、或いはインパネビーム１０全体の重量が過大となって、インパネビーム１０が装着される自動車の燃費効率が低下したりする可能性が大きくなるからである。
【００３１】
なお、インパネビーム１０に求められる剛性乃至は強度、或いは軽量性は、インパネビーム１０が装着される自動車の種類によって、種々変更される場合がある。それ故、上記した第一パイプ１２と第二パイプ１４の外径と肉厚の好適範囲、更には後述する連結板１６の肉厚の好適範囲も、インパネビーム１０が装着される自動車の種類によって、適宜に変更されることもある。
【００３２】
一方、図１及び図２に示されるように、連結板１６は、全体として、第一パイプ１２の端部外径よりも一周り大きな外径を有する略円形の平板形状を有している。また、連結板１６の外周面のうちで、直径方向の両側に位置する部分には、第一及び第二平坦面１７ａ，１７ｂが、互いに平行に延びるように、それぞれ設けられている。そして、この連結板１６の一方の面に、鋼パイプからなる第一パイプ１２が、また、その他方の面に、アルミニウムパイプからなる第二パイプ１４が、それぞれ摩擦圧接されているのである。
【００３３】
このような連結板１６は、第一パイプ１２や第二パイプ１４との接合性を考慮すると、第一パイプ１２と同材質の鋼製か、若しくは第二パイプ１４と同材質の純アルミニウム製又はアルミニウム合金製であることが望ましい。しかしながら、連結板１６をアルミニウム製とした場合、連結板１６よりも高硬度の鋼パイプからなる第一パイプ１２の摩擦圧接時の加圧力により、第一パイプ１２の端部が連結板１６に食い込んでしまい、そのために、十分な接合ができなくなってしまう可能性が高い。このため、本発明では、連結板１６が、鋼材にて構成されているのである。この連結板１６の形成材料に用いられる鋼材の種類は、特に限定されるものではないが、好適には、第一パイプ１２を形成している鋼材と同一種類のものが使用される。それによって、より十分な接合性乃至は接合強度が確保され得る。
【００３４】
なお、連結板１６は、同軸上に位置する第一パイプ１２と第二パイプ１４とが両方の面に対してそれぞれ確実に摩擦圧接され得るように、第一パイプ１２の外径と第二パイプ１４の外径のうちの大きなもの（ここでは、第一パイプ１２の外径）よりも更に大きな板面を有しておれば、その具体的な大きさや形状は、何等特定されるものではない。しかしながら、連結板１６、ひいてはインパネビーム１０全体の重量の増大を防止する上で、可及的に小さく、且つ第一及び第二パイプ１２，１４のうちの外径の大きなものの横断面形状に近い形状であることが望ましい。また、その一方で、連結板１６に対する第一パイプ１２と第二パイプ１４の摩擦圧接時に、連結板１６を確実に保持して、摩擦圧接操作をスムーズに実施するために、連結板１６の板面が、第一パイプ１２の外径と第二パイプ１４の外径のうちの大きなものよりも、例えば１０ｍｍ以上大きな直径の円を描き得る大きさを有していることが好ましい。従って、本実施形態では、図２から明らかなように、連結板１６が、第一パイプ１２の外径：ｒよりも１０ｍｍ以上大きな直径：Ｒの円（図２に二点鎖線で示す）を描き得る大きさの板面を備えた略円板形状とされているのである。
【００３５】
そして、そのような連結板１６の肉厚（板厚）も、特に限定されるものではないものの、好適には５〜１５ｍｍとされる。何故なら、連結板１６の肉厚が５ｍｍ未満であると、余りに薄いために、剛性乃至は強度が不十分となり、そのために、鋼パイプからなる第一パイプ１２の摩擦圧接時の加圧力により変形する等して、十分な接合ができなくなってしまう恐れがあるからである。また、連結板１６の肉厚が１５ｍｍを超える場合には、厚過ぎて、連結板１６の重量が過大となり、インパネビーム１０全体の重量を著しく増大させてしまう可能性が高くなるからである。
【００３６】
このような連結板１６の第二パイプ１４との接合面には、第二パイプ１４の接合側端部に形成されたバリ１８が、テーパ状の外周面を与える厚肉部を形成して、接合されている。即ち、アルミニウムパイプからなる第二パイプ１４は、鋼材からなる連結板１６よりも硬度が低いため、連結板１６に対する摩擦圧接時に、連結板１６との当接側（接合側）の端部に対して、その全周にわたって周方向に連続して延びるバリ１８が、不可避的に生ずる。本実施形態では、このバリ１８が、第二パイプ１４の当接端部を大径化するように形成されると共に、連結板１６に接合されているのである。また、かかるバリ１８の外周面の形状は、ここでは、第二パイプ１４の当接端部の外径よりも大なる形態において、連結板１６側に向かって次第に大径化するテーパ面形状となるように、制御されている。このようなバリ１８の連結板１６への接合によって、第二パイプ１４の連結板１６に対する接合強度が、より効果的に高められている。また、インパネビーム１０をインストルメントパネルの内側の限られたスペース内に設置する際に、第二パイプ１４に取り付けられるワイヤハーネスなどの部品や部材がバリ１８と干渉して、それらの部品や部材の設置が困難となったり、或いはそれらの部品や部材が、例えば尖ったバリ１８部分との接触によって損傷したりすることが、バリ１８の外周面形状がテーパ面形状に制御されていることによって、有利に防止され得るようになっている。
【００３７】
なお、図示されてはいないものの、上記のような構造を有するインパネビーム１０は、従来と同様に、インストルメントパネルの内側において、第一パイプ１２を運転席側に位置させる一方、第二パイプ１４を助手席側に位置させて、それら運転席側と助手席側とに跨って車幅方向に延びるように配置されることとなる。そして、そのような配置状態下で、車幅方向の両側に位置する、例えば、Ａピラー（フロントピラー）等の車体部材間に架設されるようになっているのである。
【００３８】
ここにおいて、上記のような構造のインパネビーム１０は、例えば、以下のようにして製造されることとなる。
【００３９】
すなわち、先ず、図３に示されるように、連結板１６を、上側クランプ部材２０と下側クランプ部材２２との間で、上下方向において挟持する。上側クランプ部材２０と下側クランプ部材２２は、互いに同一の構造を有しており、何れも、図示しない油圧シリンダ等のアクチュエータの作動により、上下方向（図３における白抜きの矢印方向）に移動可能とされている。
【００４０】
より詳細には、図４及び図５に示されるように、上側クランプ部材２０は、金属製のクランプ部２４と、このクランプ部２４を図示しないアクチュエータに連結する連結ロッド２６とを有している。かかるクランプ部２４は、全体として、略逆Ｌ字状を有している。そして、水平方向に延びる厚肉平板状を呈し、上面において、連結ロッド２６に接続される基板部２８と、この基板部２８の延出方向（図４の左右方向）の一端部から鉛直下方に向かって突出する、厚肉平板状の当接部３０とを、一体的に有している。
【００４１】
そのようなクランプ部２４の基板部２８における下面の延出方向中間部には、凹部３２が形成されている。そして、この凹部３２の底面が、前記連結板１６の第一平坦面１７ａと、それを間に挟んで周方向両側に位置する外周面部分とに対応した形状を有するクランプ面３４とされている。
【００４２】
また、当接部３０の下面の中央部には、横断面略半円形状を呈する溝部４０が形成されている。この溝部４０は、図４の右側（基板部２８の当接部３０が形成される端部とは反対の端部側）に向かって開口する開口部側の内周面部分が、分割囲繞面４２とされている一方、図４の左側（基板部２８の当接部３０が形成される端部側）に向かって開口する開口部側の内周面部分が、分割ガイド面４４とされている。
【００４３】
さらに、分割囲繞面４２は、図４の右側に向かって次第に大径化する半割テーパ面形状を有している。また、この分割囲繞面４２の最小半径が、第二パイプ１４の外周面の半径（外径の１／２）と同じか、又はそれよりも僅かに大きな寸法とされている。分割ガイド面４４は、図４の左側に向かって次第に大径化する半割テーパ面形状を有している。このガイド面４４の最小半径も、第二パイプ１４の外周面の半径（外径の１／２）と同じか、又はそれよりも僅かに大きな寸法とされている。なお、分割囲繞面４２は、半割テーパ面形状のテーパ角度が、分割ガイド面４４よりも大きく設定されている。
【００４４】
一方、下側クランプ部材２２も、金属製のクランプ部２４と、このクランプ部２４を図示しないアクチュエータに連結する連結ロッド２６とを有している。この下側クランプ部材２２は、上側クランプ部材２０を上下反転して位置させただけで、上側クランプ部材２０と全く同一の構造を有している。それ故、ここでは、下側クランプ部材２２のクランプ部２４の説明を省略する。
【００４５】
そして、図３及び図６に示されるように、連結板１６が、第一及び第二平坦面１７ａ，１７ｂをそれぞれ上下に位置させるように配された状態で、それを間に挟んで上側と下側にそれぞれ配置された上側クランプ部材２０と下側クランプ部材２２とが、図示しないアクチュエータにより下方又は上方に移動させられる。これにより、連結板１６の第一平坦面１７ａを含む上端側部分と第二平坦面１７ｂを含む下端側部分とが、上側及び下側クランプ部材２０，２２の各クランプ部２４，２４（基板部２８，２８）に設けられた凹部３２，３２内に、それぞれ収容、保持されることとなる。
【００４６】
そして、図示しないアクチュエータの作動に基づいて、上側及び下側クランプ部材２０，２２の各凹部３２，３２の各クランプ面３４，３４が、連結板１６に対して、それぞれ加圧される。これによって、連結板１６が、上側クランプ部材２０と下側クランプ部材２２との間で挟持される。そして、連結板１６が、変位不能とされ、且つ各平坦面１７ａ，１７ｂの各クランプ面３４，３４に対する当接、係合により回転不能とされる。
【００４７】
また、そのような上側及び下側クランプ部材２０，２２による連結板１６の挟持状態下では、上側及び下側クランプ部材２０，２２の各当接部３０，３０の先端面同士が圧接される。これにより、それらの先端面同士の間に、各当接部３０，３０に設けられた各溝部４０，４０にて、挿通孔４５が形成される。
【００４８】
そして、挿通孔４５の一方の開口部（図３の右側への開口部）側の内周面部分が、各分割囲繞面４２，４２からなる囲繞面４６とされている。また、挿通孔４５の他方の開口部（図３の左側への開口部）側の内周面部分が、各分割ガイド面４４，４４からなるガイド面４８とされている。囲繞面４６は、挿通孔４５の一方の開口側に向かって次第に大径化するテーパ面形状とされている。また、ガイド面４８は、挿通孔４５の他方の開口側に向かって次第に大径化するテーパ面形状とされている。更に、それらテーパ面形状を呈する囲繞面４６とガイド面４８は、それぞれの最小径が、第二パイプ１４の外径と同じか又はそれよりも僅かに大きな寸法とされている。
【００４９】
かくして、上側及び下側クランプ部材２０，２２にて挟持された連結板１６が、厚さ方向一方の面と他方の面のそれぞれの外周部を除く部分において、外部に露出されている。
【００５０】
そして、連結板１６が、上記の如き保持状態となるように、上側及び下側クランプ部材２０，２２にて挟持されたら、図７に示されるように、第一パイプ１２を、その軸方向一方側の先端面において、連結板１６の一方の面の外部への露出部分の中心部に当接、位置させる。また、それと共に、第二パイプ１４の軸方向一端部を、ガイド面４８にて案内させつつ、挿通孔４５内に挿通させて、その先端面において、連結板１６の他方の面の中心部に当接、位置させる。
【００５１】
これによって、第一パイプ１２と第二パイプ１４とが、連結板１６を介して、同軸的に位置させられるのである。また、このとき、第一及び第二クランプ部材２０，２２の各当接部３０，３０間に形成される囲繞面４６が、第二パイプ１４の連結板１６への当接側端部を、それと径方向に離間した位置で囲繞する。そうして、第二パイプ１４の連結板１６への当接側端部の外周面と、連結板１６の第二パイプ１４の当接側端部との当接面と、囲繞面４６との間に、閉鎖空間５０を形成する。このことから明らかなように、本実施形態では、分割囲繞面４２をそれぞれ有する上側クランプ部材２０と下側クランプ部材２２とにて、囲繞部材が構成されている。
【００５２】
その後、図示しない加圧装置と回転装置にて、第一パイプ１２と第二パイプ１４とを、同時に、連結板１６の両面に押し付けながら、軸心回りに回転させる。これによって、連結板１６の一方の面に対する第一パイプ１２の摩擦圧接操作と、連結板１６の他方の面に対する第二パイプ１４の摩擦圧接操作とを、同時に実施するのである。このとき、図７に二点鎖線で示されるように、アルミニウムパイプからなる第二パイプ１４の当接側端部に、バリ１８が不可避的に発生する。このバリ１８は、前記閉鎖空間５０内に閉じ込められて、充填される。そして、そのようなバリ１８が、第二パイプ１４の連結板１６への当接側端面と共に、回転しながら連結板１６に押し付けられる。これによって、バリ１８が、連結板１６に接合されると共に、閉鎖空間５０に対応した形状に成形されて、その外周面が、囲繞面４６に対応したテーパ面形状に形成されることとなる。そして、第一パイプ１２の摩擦圧接操作と第二パイプ１４の摩擦圧接操作とが、同時に或いは時間差をおいて終了することによって、図１に示されるような構造を備えた、目的とするインパネビーム１０を得るのである。
【００５３】
なお、第一パイプ１２と第二パイプ１４の連結部１６に対する摩擦圧接操作の実施条件は、特に限定されるものではないが、それらの摩擦圧接操作の実施に際して、第一パイプ１２や第二パイプ１４の連結部１６に対する加圧力が８０〜１５０ＭＰａとされていることが好ましく、また、それら第一パイプ１２や第二パイプ１４の回転数が６００〜１２００ｒｐｍとされていることが望ましい。何故なら、各パイプ１２，１４の加圧力が８０ＭＰａ未満とされる場合や回転数が６００ｒｐｍ未満とされる場合には、各パイプ１２，１４の連結板１６に対する接合強度が不充分となる恐れがあるからである。また、各パイプ１２，１４の加圧力が１５０ＭＰａを超える大きな値となると、アルミニウムパイプからなる第二パイプ１４が、摩擦圧接操作の途中で変形してしまう可能性があるからである。更に、各パイプ１２，１４を１２００ｒｐｍを超える回転数で回転させても、接合強度等の接合継手の性能向上が然程望めるものではなく、却って、摩擦圧接に要するコストの増大を招く結果となるからである。しかも、アルミニウムパイプからなる第二パイプ１４を１２００ｒｐｍを超える回転数で回転させた場合には、第二パイプ１４の連結板１６との接続部の温度が高くなり過ぎて、接合が困難となる恐れさえもあるからである。そして、第一パイプ１２と第二パイプ１４の連結部１６に対する摩擦圧接操作の実施に際しては、例えば、摩擦圧接操作による各パイプ１２，１４の長さの減少量が予め設定された値となって、インパネビーム１０全体の長さが所望の長さとなるように、加圧力や回転数等の実施条件が、適宜に設定されるのである。
【００５４】
このように、本実施形態のインパネビーム１０にあっては、インストルメントパネルの内側の運転席側部分に配置されて、ステアリングコラムが取り付けられる第一パイプ１２が大径の鋼パイプからなる一方、助手席側部分に配置される第二パイプ１４が小径のアルミニウムパイプにて構成されている。それ故、インパネビーム１０全体の軽量性を十分に確保しつつ、高剛性化が有利に図られて、アイドリング時等の入力振動によるステアリングの共振を効果的に防止出来るのである。また、インストルメントパネルの内側の空間を可及的に大なる大きさにおいて確保することも可能となる。更に、鋼パイプからなる第一パイプ１２の径が大きくされている分だけ、第一パイプ１２の薄肉化が実現できる。これによっても、第一パイプ１２、ひいてはインパネビーム１０全体の軽量化が期待され得ることとなる。
【００５５】
しかも、第一パイプ１２と第二パイプ１４の連結板１６両面への摩擦圧接する際の加圧力や回転数等の条件を任意に設定するだけで、インパネビーム１０全体の長さを、所望の長さに、簡単に且つ高精度に仕上げることが出来る。その結果、インパネビーム１０の車体への取付精度を有利に高めることが可能となる。
【００５６】
そして、本実施形態のインパネビーム１０を、上記の如き手法にて製造することによって、インパネビーム１０の製造工程の短縮化及び効率化が有利に図られ得るのである。
【００５７】
次に、図８には、本発明に従う構造を有するインパネビームの別の実施形態が示されている。なお、本実施形態のインパネビーム５２とその製造方法に関しては、前記第一の実施形態に係るインパネビーム１０と同様な構造を有する部材及び部位について、更には、そのようなインパネビーム１０の製造に用いられる部材と同様な構造を有する部材について、図１乃至図７と同一の符号を付すことにより、その詳細な説明を省略する。
【００５８】
すなわち、図８から明らかなように、本実施形態のインパネビーム５２も、インストルメントパネルの内側の運転席側に配置される鋼パイプからなる大径の第一パイプ１２と、助手席側に配置されるアルミニウムパイプからなる小径の第二パイプ１４とが、鋼製の連結板５４に対して摩擦圧接されることで、１本の長手のパイプ部材として形成されている。そして、ここでは、それら第一パイプ１２と第二パイプ１４とが、互いに非同軸的に配置されている。
【００５９】
また、連結板５４は、図９に示されるように、全体として、略長円形状を有している。そして、かかる連結板５４の一方の面において、その長軸方向の中心から一方側に偏倚した位置に、鋼パイプからなる第一パイプ１２が摩擦圧接されている。また、その他方の面において、その長さ方向の中心から、第一パイプ１２が接合される側とは反対側に偏倚した位置に、アルミニウムパイプからなる第二パイプ１４が、摩擦圧接されている。この連結板５４の外周面のうちで、長軸方向の両端に位置する部分には、第一及び第二平坦面１７ａ，１７ｂが、互いに平行に延びるように、それぞれ設けられている。なお、このような連結板５４は、その短軸長さが、大径の第一パイプ１２の外径よりも大きな寸法（例えば、１０ｍｍ以上大きな寸法）とされていると共に、第一平坦面１７ａから第二パイプ１４の外周面までの距離と、第二平坦面１７ｂから第一パイプ１２の外周面までの距離とが、それぞれ所定量以上大きな寸法（例えば、５ｍｍ以上大きな寸法）とされている。
【００６０】
このようなインパネビーム５２にあっても、第二パイプ１４の連結板５４との当接側端部の外周面に形成されたバリ１８が、連結板５４に接合されている。また、そのようなバリ１８の外周面が、連結板５４側に向かって大径となるテーパ面形状とされて、第二パイプ１４の当接側端部の厚肉部として形成されている。
【００６１】
そして、このようなインパネビーム５２は、例えば、以下のようにして製造されることとなるのである。
【００６２】
すなわち、先ず、図１０に示されるように、連結板５４を、上側クランプ部材５６と下側クランプ部材５８との間で、上下方向において挟持する。上側及び下側クランプ部材５６，５８は、何れも、水平方向に延びる基板部２８と、この基板部２８の延出方向一端部に、一体的に突設された当接部３０とを、それぞれ有している。それら上側及び下側クランプ部材５６，５８の基板部２８と当接部３０は、前記第一の実施形態に係るインパネビーム１０の製造時に用いられる上側及び下側クランプ部材２０，２２の基板部２８と当接部３０と同一の構造を有している。即ち、各基板部２８には、クランプ面３４を有する凹部３２が設けられている。また、各当接部３０には、分割囲繞面４２と分割ガイド面４４とを有する溝部４０が設けられている。
【００６３】
そして、図１１及び図１２に示されるように、上側クランプ部材５６の基板部２８における当接部３０形成側とは反対側の端部には、裏当て部６０が、当接部３０と対向する状態で、下方に向かって一体的に突設されている。この裏当て部６０は、厚肉の平板形状を呈し、当接部３０との対向面が、当接部３０と平行に延びる平坦な裏当て面６２とされている。
【００６４】
一方、図１３及び図１４に示されるように、下側クランプ部材５８は、当接部３０が、上側クランプ部材５６の当接部３０よりも十分に長い突出長さを有している。そして、この当接部３０の長さ方向中間部が裏当て部６０とされており、また、かかる裏当て部６０の厚さ方向一方側（基板部２８の当接部３０が形成される端部とは反対の端部側）の面が、裏当て面６２とされている。
【００６５】
そして、図１０及び図１５に示されるように、連結板５４の第一平坦面１７ａを含む上端側部分が、上側クランプ部材５６の凹部３２内に突入し、且つ第二平坦面１７ｂを含む下端部分が、下側クランプ部材５８の凹部３２内に突入した状態で、連結板１６が、上側クランプ部材５６のクランプ面３４と下側クランプ部材５８のクランプ面３４との間で挟持されている。これによって、前記第一の実施形態のインパネビーム１０の製造時と同様に、連結板５４が、上側クランプ部材５６と下側クランプ部材５８との間での挟持状態下で、変位不能で且つ回転不能とされている。
【００６６】
また、そのような上側及び下側クランプ部材５６，５８による連結板５４の挟持状態下では、上側及び下側クランプ部材５６，５８の各当接部３０，３０の先端面同士の間に、挿通孔４５が、各溝部４０，４０にて形成される。そして、そのような挿通孔４５の裏当て面６２での開口側の内周面部分が、各分割囲繞面４２，４２からなる囲繞面４６とされている一方、裏当て面６２とは反対側の面において開口する開口部側の内周面部分が、各分割ガイド面４４，４４からなるガイド面４８とされている。これによって、上側クランプ部材５６の当接部３０に対する連結板５４の当接面の上側部分の中心部が、挿通孔４５を通じて外部に露出している。また、かかる連結板５４の当接面とは反対側の面の下側部分が、外部に露出している。
【００６７】
そして、ここでは、連結板５４の挿通孔４５を通じての外部への露出部位に対して、厚さ方向反対側の面において対応する部分が、上側クランプ部材５６の裏当て部６０の裏当て面６２に当接して、裏当て部６０にてバックアップされている。また、連結板５４の下側部分の外部への露出部位に対して、厚さ方向反対側の面において対応する部分が、下側クランプ部材５８の裏当て部６０の裏当て面６２に当接して、裏当て部６０にてバックアップされている。このことから明らかなように、本実施形態では、裏当て部６０をそれぞれ有する上側クランプ部材５６と下側クランプ部材５８とにて、第一の裏当て部材と第二の裏当て部材とが、それぞれ構成されている。
【００６８】
そして、連結板５４が、上記の如き状態となるように、上側及び下側クランプ部材５６，５８にて挟持されたら、図１６に示されるように、第一パイプ１２を、その軸方向一方側の先端面において、連結板５４の一方の面の外部に露出した下側部分の幅方向中心部に当接位置させる。また、それと共に、第二パイプ１４の軸方向一端部を、ガイド面４８にて案内させつつ、挿通孔４５内に挿通させて、その先端面において、連結板５４の他方の面の外部に露出した上側部分の幅方向中心部に当接、位置させる。
【００６９】
これによって、第一パイプ１２と第二パイプ１４とを、連結板５４を介して、非同軸的に、換言すれば偏心させて、位置させる。また、このとき、上側及び下側クランプ部材５６，５８の各当接部３０，３０間に形成される囲繞面４６が、第二パイプ１４の連結板５４への当接側端部を、それと径方向に離間した位置で囲繞する。そうして、第二パイプ１４の連結板５４への当接側端部の外周面と、連結板５４の第二パイプ１４の当接側端部との当接面と、囲繞面４６との間に、閉鎖空間５０を形成する。このことから明らかなように、本実施形態にあっても、分割囲繞面４２をそれぞれ有する上側クランプ部材５６と下側クランプ部材５８とにて、囲繞部材が構成されている。
【００７０】
その後、図示しない加圧装置と回転装置を用いて、第一パイプ１２と第二パイプ１４とを、同時に、連結板５４の両面に押し付けながら、軸心回りに回転させる。これによって、連結板５４の一方の面に対する第一パイプ１２の摩擦圧接操作と、連結板５４の他方の面に対する第二パイプ１４の摩擦圧接操作とを、同時に実施する。このとき、図１６に二点鎖線で示される如く、前記第一の実施形態と同様に、アルミニウムパイプからなる第二パイプ１４の当接側端部に発生するバリ１８が、閉鎖空間５０内に閉じ込められて、連結板５４に接合されると共に、閉鎖空間５０に対応した形状に成形されて、その外周面が、囲繞面４６に対応したテーパ面形状とされる。そして、第一パイプ１２の摩擦圧接操作と第二パイプ１４の摩擦圧接操作とが、同時に或いは時間差をおいて終了することによって、図８に示されるような構造を備えた、目的とするインパネビーム５２を得るのである。なお、第一パイプ１２と第二パイプ１４の連結板５４に対する摩擦圧接操作の好適な実施条件も、前記第一の実施形態と同様とされる。
【００７１】
このように、インパネビーム５２にあっても、インストルメントパネルの内側の運転席側部分に配置されて、ステアリングコラムが取り付けられる第一パイプ１２が大径の鋼パイプからなる一方、助手席側部分に配置される第二パイプ１４が小径のアルミニウムパイプにて構成されている。また、それら第一パイプ１２と第二パイプ１４とが鋼製の連結板５４の両面に摩擦圧接されている。従って、本実施形態においても、前記第一の実施形態において奏される作用・効果と同一の作用・効果が、有効に享受され得る。
【００７２】
そして、本実施形態のインパネビーム５２にあっては、特に、第一パイプ１２と第二パイプ１４とが非同軸的に又は偏心して位置する状態で連結されている。それ故、第一パイプ１２と第二パイプ１４との位置を適宜に変更することで、インパネビーム５２が設置されたインストルメントパネルの内側空間を、より自由に且つ効率的に利用することが可能となる。
【００７３】
また、本実施形態のインパネビーム５２においては、第一パイプ１２と第二パイプ１４の摩擦圧接時に、連結板５４における第一パイプ１２の当接部位の反対側と第二パイプ１４の当接部位の反対側とに、上側クランプ部材５６の裏当て部６０と下側クランプ部材５８の裏当て部６０とがそれぞれ当接されて、バックアップされた状態で、摩擦圧接操作が進行するようになっている。それ故、第一パイプ１２と第二パイプ１４とから、連結板５４に加えられる反対方向の加圧力によって、連結板５４が変形するようなことが、効果的に防止され得ることとなる。これによって、インパネビーム５２の品質の安定化が、更に効果的に実現され得るのである。
【００７４】
さらに、本実施形態では、裏当て部６０をそれぞれ有する上側及び下側クランプ部材５６，５８が囲繞部材としての機能をも有している。これによって、インパネビーム５２の製造装置の低コスト化と製造作業の簡略化とが、共に有利に図られ得ることとなる。
【００７５】
以上、本発明の具体的な構成について、代表的な実施形態に基づき詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではない。
【００７６】
例えば、連結板１６，５４の大きさや形状は、何等限定されるものではなく、接合される第一パイプ１２と第二パイプ１４の外径やそれらの配置位置等に応じて、適宜の大きさや形状に設定され得るものである。
【００７７】
また、連結板１６，５４の第一パイプ１２や第二パイプ１４との当接部位に、突出部を設けることも可能である。具体的には、それぞれのパイプ１２，１４の配置位置と同軸的な位置に、それぞれのパイプ１２，１４の内径と略同じか、又は僅かに小さい外径を持つ突出部を設けるようにするのである。このような突出部は、第一パイプ１２と第二パイプ１４とを、当接されるべき位置に案内する為の、ガイドとなり得る他、バリ１８の成形を有効に行い、効果的な厚肉部を形成することができる。
【００７８】
さらに、連結板１６，５４の第一パイプ１２と第二パイプ１４との当接部位に、円環状の溝部を設けることもできる。具体的には、それぞれのパイプ１２，１４の配置位置と同軸的な位置に、それぞれのパイプ１２，１４の肉厚と略同じか、又はそれらの肉厚より僅かに大きな溝幅を有する円環状の溝部を設けるものであって、これにより、第一パイプ１２や第二パイプ１４の摩擦圧接操作を行う際に、円環状溝部の両側面が、それぞれ第一パイプ１２や第二パイプ１４の外周面及び内周面と接触し、接合されることとなる。その結果、接合面積が拡大されて、第一及び第二パイプ１２，１４と連結板１６，５４との間の接合強度が、有利に高められ得る。
【００７９】
更にまた、上側クランプ部材２０，５６や下側クランプ部材２２，５８の具体的構造も、前記第一及び第二の実施形態に示されるものに、特に限定されるものではない。例えば、前記第一及び第二の実施形態における上側クランプ部材２０，５６と下側クランプ部材２２，５８を、上下反転させて配置して、それら上側クランプ部材２０，５６を下側クランプ部材として用い、また下側クランプ部材２２，５８を上側クランプ部材として用いることも出来る。
【００８０】
また、囲繞面４６の形状も、前記第一及び第二の実施形態に示されるものに、特に限定されるものではない。例えば、囲繞面４６のテーパ面を、挿通孔４５の軸中心方向に向かって膨らませた曲面とすることもできる。これによって、バリ１８を、連結板１６，５４や第二パイプ１４と、より滑らかに接合することができる。
【００８１】
さらに、上側クランプ部材２０，５６及び下側クランプ部材２２，５８において、第一パイプ１２を案内するためのガイド面を設けることもできる。このガイド面は、上側クランプ部材２０，５６及び下側クランプ部材２２，５８の各基板部２８，２８における当接部３０，３０の形成側とは反対側の端部に設けられる。また、かかるガイド面は、例えば、上側クランプ部材２０，５６及び下側クランプ部材２２，５８の、連結板１６，５４と当接する面とは反対面の開口側に向かって次第に大径化するテーパ面形状とされて、それぞれの最小径が、第一パイプ１２の外径と同じか又はそれよりも僅かに大きな寸法とされる。
【００８２】
加えて、前記幾つかの実施形態では、第一パイプ１２と第二パイプ１４とを連結板１６，５４に摩擦圧接する際に、第一パイプ１２と第二パイプ１４とを同一方向に回転させていたが、それら第一パイプ１２と第二パイプ１４とを互いに逆の方向に回転させても、何等差し支えない。
【００８３】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。
【符号の説明】
【００８４】
１０，５２ インパネビーム １２ 第一パイプ
１４ 第二パイプ １６，５４ 連結板
１８ バリ ２０，５６ 上側クランプ部材
２２，５８ 下側クランプ部材 ２４ クランプ部
２６ 連結ロッド ２８ 基板部
３０ 当接部 ３２ 凹部
３４ クランプ面 ４０ 溝部
４２ 分割囲繞面 ４４ 分割ガイド面
４５ 挿通孔 ４６ 囲繞面
４８ ガイド面 ５０ 閉鎖空間
６０ 裏当て部 ６２ 裏当て面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インパネビームとその製造方法とに係り、特に、自動車のインストルメントパネルの内側に配設されるインパネビームの改良と、そのようなインパネビームを有利に製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車のインストルメントパネルの内側には、インパネビーム（ステアリングハンガービーム、クロスカービーム等とも称される）が、運転席側と助手席側とに跨って車幅方向に延びるように配置されて、車幅方向の両側に位置する車体部材間に架設されている。そして、このインパネビームにおいては、助手席側に配置される部分に、空調ユニットやエアバック等を取り付けるための取付ブラケット等が固定されるようになっており、また、運転席側に配置された部分には、ステアリングコラムが取り付けられるようになっている。
【０００３】
ところで、そのようなインパネビームには、以下のような性能が要求される。即ち、（ア）自動車の軽量化による燃費の向上等に寄与し得る軽量性と、（イ）アイドリング時の入力振動に対してステアリングを共振させない剛性と、（ウ）車幅方向両側に位置する特定の車体部材（例えば、Ａピラー等）に対して確実に取付可能な全長を確保できる高い寸法精度と、（エ）インストルメントパネルの内側に可及的に大きな空間を確保して、ダクトやハーネス、オーディオシステム、空調ユニット、エアバック等の様々な部材や部品の効率的な収納を可能とする設計自由度が、インパネビームにおいて必要とされているのである。
【０００４】
そこで、近年では、上記の要求性能を満たすべく、様々な構造のインパネビームが提案されている。例えば、特開２００１−２５３３６８号公報（特許文献１）や特開２００１−６３６２８号公報（特許文献２）には、助手席側に配置される部分が小径のアルミニウム合金製押出形材からなる一方、運転席側に配置される部分が大径のアルミニウム合金製押出形材にて構成され、そして、そのような異径の押出形材の間に連結具を介在させて、それらをねじ止め等の機械的手段にて固定してなるインパネビーム（インパネリインフォースメント）が、提案されている。また、助手席側の押出形材と運転席側の押出形材とを偏心状態で連結してなるインパネビームも開示されている。
【０００５】
そして、それらの公報には、そこに開示のインパネビームが、以下の如き特徴を有していることが、明らかにされている。 （i）インパネビーム全体がアルミニウム合金にて形成されるため、十分な軽量化が図られ得る。（ii）インパネビームの運転席側部分が大径とされていることで、ステアリングコラムが取り付けられる運転席側部分の剛性が確保され得る。 （iii）インパネビームの助手席側部分が小径とされているために、インストルメントパネルの内側の助手席側の空間を比較的大きく確保することができる。（iv）運転席側部分と助手席側部分とを偏心状態で連結することによって、運転席側部分と助手席側部分とが同軸的に連結される場合に比して、インストルメントパネルの内側部分の空間を有効活用できる。
【０００６】
ところが、よく知られているように、アルミニウム合金のヤング率は、鋼の約１／３程度である。そのために、助手席側部分よりも運転席側部分を大径化してインパネビームをオールアルミ化する場合には、運転席側部分の外径が極端に大きくなってしまうこととなる。そうすると、オールアルミ化による軽量化のメリットが大きく損なわれるだけでなく、インストルメントパネルの内側の運転席側部分に大きな空間を確保することが困難となるのである。しかも、インパネビームの運転席側部分と助手席側部分とを、連結具を介して、ねじ止め等の機械的手段で連結する場合には、異材質接合対策として、防錆処理が必要となるところから、余分な作業を行わなければならなかったのである。その上、インパネビーム全体の長さを所望の長さとするために、インパネビームの運転席側部分及び助手席側部分と連結具のそれぞれに対して、ねじの挿通孔や雌ねじ孔等を正確な位置に寸法精度良く設ける必要があり、それは容易ではなかったのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２５３３６８号公報
【特許文献２】特開２００１−６３６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、十分な軽量性と高い剛性とを有すると共に、インストルメントパネルの内側に大きな空間を確保することができ、しかも全長寸法の精度出しが容易なインパネビームを提供することにある。また、本発明は、そのようなインパネビームを有利に製造可能な方法を提供することをも、その解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、本発明にあっては、インパネビームに係る課題の解決のために、自動車のインストルメントパネルの内側に、運転席側と助手席側とに跨って車幅方向に延びるように配置されて、車幅方向の両側に位置する車体部材間に架設されるインパネビームであって、助手席側に配置される部分がアルミニウムパイプからなる一方、運転席側に配置される部分が鋼パイプにて構成されており、該アルミニウムパイプが鋼製の連結板の一方の面に摩擦圧接されると共に、該鋼パイプが該連結板の他方の面に摩擦圧接されることによって、それらアルミニウムパイプと鋼パイプとが該連結板を介して一体的に連結されてなることを特徴とするインパネビームを、その要旨とするものである。なお、ここで言うアルミニウムパイプは、純アルミニウムからなるアルミニウムパイプとアルミニウム合金からなるアルミニウムパイプの両方を含んだものとして、用いられている。以下、同一の意味において使用するものである。
【００１０】
本発明の好ましい態様の一つによれば、前記鋼パイプが、前記アルミニウムパイプよりも大きな径を有して構成される。
【００１１】
本発明の望ましい態様の一つによれば、前記アルミニウムパイプと前記鋼パイプとが、互いに非同軸的に位置した状態で、前記連結板を介して一体的に連結される。
【００１２】
また、本発明の有利な態様の一つによれば、前記連結板の一方の面に対する前記アルミニウムパイプの摩擦圧接により、該アルミニウムパイプの該連結板との当接側端部に生ずるバリを、該当接側端部の外径を大ならしめる厚肉部として形成すると共に、該連結板の一方の面に接合せしめることとなる。
【００１３】
そして、本発明にあっては、インパネビームの製造方法に係る課題の解決のために、自動車のインストルメントパネルの内側に、運転席側と助手席側とに跨って車幅方向に延びるように配置されて、車幅方向の両側に位置する車体部材間に架設されるインパネビームを製造する方法であって、（ａ）アルミニウムパイプと鋼パイプと、該アルミニウムパイプの外径及び該鋼パイプの外径よりも大きな板面を備えた鋼製の連結板とを準備する工程と、（ｂ）前記連結板の一方の面に対する前記アルミニウムパイプの摩擦圧接操作と、該連結板の他方の面に対する前記鋼パイプの摩擦圧接操作とを同時に実施して、該アルミニウムパイプと該鋼パイプとを該連結板を介して一体的に連結する工程とを含むことを特徴とするインパネビームの製造方法をも、また、その要旨とするものである。
【００１４】
なお、前記連結板は、前記アルミニウムパイプの外径よりも１０ｍｍ以上大きく、且つ前記鋼パイプのの外径よりも１０ｍｍ以上大きな直径の円を描き得る大きさの板面を有していることが、好ましい。
【００１５】
また、かかる本発明の望ましい態様の一つによれば、前記鋼パイプの外径よりも大きな板面を備えた前記連結板を変位不能で且つ回転不能に保持すると共に、該連結板の一方の面に第一の裏当て部材を当接配置する一方、該連結板の他方の面に第二の裏当て部材を当接配置することにより、該連結板の両面の互いに異なる位置に対して、厚さ方向への押圧力が同時に作用したときの該連結板の変形を阻止せしめた状態で、該連結板の一方の面に対して該アルミニウムパイプを摩擦圧接する一方、該連結板の他方の面に対して、該鋼パイプを、該アルミニウムパイプとは非同軸的となる位置において摩擦圧接するようにされる。
【００１６】
さらに、本発明の好適な態様の一つによれば、前記連結板の一方の面に対する前記アルミニウムパイプの摩擦圧接操作の実施に際して、該アルミニウムパイプの該連結板との当接側端部の外周面と離間して位置する囲繞面を備えた囲繞部材にて、該アルミニウムパイプの該当接側端部を囲繞して、該当接側端部の外周面と、該連結板の一方の面と、該囲繞部材の囲繞面との間で閉鎖空間を形成し、該連結板に対する該アルミニウムパイプの摩擦圧接操作の実施により該アルミニウムの該当接側端部に生ずるバリを、該閉鎖空間内に閉じ込めて、該連結板の一方の面に接触させることによって、該バリを該連結板の一方の面に接合するようにされる。
【００１７】
更にまた、本発明の有利な態様の一つによれば、前記囲繞部材が、前記連結板を挟持する複数のクランプ部材にて構成されると共に、それら複数のクランプ部材に、前記囲繞面を複数に分割した分割囲繞面がそれぞれ設けられ、該複数のクランプ部材が該連結板を挟持したときに、該複数の分割囲繞面が組み合わされて、該囲繞面が形成されると共に、該アルミニウムパイプの該連結板との前記当接側端部が、該囲繞面にて囲繞されるように構成される。
【００１８】
また、本発明の別の好ましい態様の一つによれば、前記囲繞部材の囲繞面が、前記連結板の一方の面に当接した前記アルミニウムパイプの当接側端部を囲繞した状態において、該当接側端部の先端に向かって次第に大径化するテーパ面形状を有するように構成されることとなる。
【発明の効果】
【００１９】
すなわち、本発明に従うインパネビームにあっては、助手席側部分がアルミニウムパイプにて構成されているため、インパネビーム全体が鋼パイプからなるものに比して、十分な軽量性が有利に確保され得るのである。また、かかるインパネビームでは、運転席側部分に必要とされる程の剛性が助手席側部分に要求されないため、そのような助手席側部分を構成するアルミニウムパイプを小径とすることができる。これによって、かかる小径のアルミニウムパイプが配設されるインストルメントパネルの内側の助手席側部分に、十分に大きな空間が効果的に確保され得ることとなる。更に、運転席側部分が鋼パイプからなるところから、インパネビーム全体がアルミニウムパイプからなるものとは異なって、運転席側部分の外径を極端に大きくすることなく、運転席側部分の剛性が有利に高められ得るのである。そして、そのように、運転席側部分の外径が極端に大きくされるものでないため、インストルメントパネルの内側の運転席側部分の空間も、インパネビームの配設によって著しく狭くなってしまうようなことが、有利に回避され得ることとなる。しかも、鋼パイプの外径をアルミニウムパイプの外径よりもある程度大きくして、鋼パイプの剛性向上を図る場合には、鋼パイプの外径を大きくした分だけ、薄肉化を実現できる。そして、それによって、鋼パイプ、ひいてはインパネビーム全体の軽量化が期待され得ることとなる。
【００２０】
また、本発明に係るインパネビームにおいては、運転席側部分を構成する鋼パイプと、助手席側部分を構成するアルミニウムパイプとが、鋼製の連結板の両面に摩擦圧接されて、かかる連結板を介して一体的に連結されている。このため、それら鋼パイプとアルミニウムパイプの連結板に対する摩擦圧接時に、例えば、鋼パイプとアルミニウムパイプの連結板に対する加圧力や回転数を予め設定された値に調節することによって、摩擦圧接後の各パイプの長さ、ひいてはインパネビーム全体の長さを、容易に且つ寸法精度良く、所望の長さと為すことが出来る。しかも、鋼パイプとアルミニウムパイプとが連結板の両面にそれぞれ圧接されているため、それら各パイプの内外径や板厚を、それぞれ独立して、適宜に設定することが出来る。更に、連結板に対する各パイプの摩擦圧接箇所を適宜に変更するだけで、鋼パイプとアルミニウムパイプとを同軸的に位置させたり、互いに非同軸として、偏心状態で位置させたりすることが出来る。また、連結板の大きさを変えることによって、鋼パイプとアルミニウムパイプの偏心量を容易に変更することが出来る。その上、特別な防錆処理を行う必要もない。
【００２１】
従って、かくの如き本発明に従うインパネビームにあっては、十分な軽量化と、剛性が必要とされる部分の高剛性化とが有利に実現され得る。また、インストルメントパネルの内側に、十分に大きな空間を確保することが可能となる。しかも、全長寸法の精度出しが容易となって、車体への取付精度の向上が効果的に図られ得ることとなるのである。
【００２２】
そして、本発明に従うインパネビームの製造方法にあっては、小径のアルミニウムパイプと大径の鋼パイプの連結板の両面への摩擦圧接操作が同時に実施されるところから、上記の如き優れた特徴を有するインパネビームを、極めて容易に且つ迅速に製造することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に従う構造を有するインパネビームの一実施形態を示す一部切欠正面説明図である。
【図２】図１におけるII−II断面拡大説明図である。
【図３】図１に示されたインパネビームを製造する際に実施される一工程例を示す説明図であって、連結板をクランプ部材にて保持した状態を示している。
【図４】図３に示されたクランプ部材の詳細説明図である。
【図５】図４におけるV矢視説明図である。
【図６】図３におけるVI−VI面説明図である。
【図７】図３に示される工程に引き続いて実施される工程例を示す説明図であって、連結板の両面に対して、アルミニウムパイプと鋼パイプとを同時に摩擦圧接している状態を示している。
【図８】本発明に従う構造を有するインパネビームの別の実施形態を示す、図１に対応する図である。
【図９】図８におけるIX−IX断面拡大説明図である。
【図１０】図８に示されたインパネビームを製造する際に実施される一工程例を示す説明図であって、連結板をクランプ部材にて保持した状態を示している。
【図１１】図１０に示された上側クランプ部材の詳細説明図である。
【図１２】図１１におけるXII矢視説明図である。
【図１３】図１０に示された下側クランプ部材の詳細説明図である。
【図１４】図１３におけるXIV矢視説明図である。
【図１５】図１０におけるXV−XV断面説明図である。
【図１６】図１０に示される工程に引き続いて実施される工程例を示す説明図であって、連結板の両面に対して、アルミニウムパイプと鋼パイプとを同時に摩擦圧接している状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の構成について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
【００２５】
先ず、図１には、本発明に従う構造を有するインパネビームの一実施形態が、一部切欠図を含んだ正面形態において示されている。かかる図１から明らかなように、本実施形態のインパネビーム１０は、大径の第一パイプ１２と小径の第二パイプ１４とが、連結板１６に対して、互いに同軸上に位置した状態で、摩擦圧接により一体的に連結されて、１本の長尺なパイプ部材として構成されている。
【００２６】
より具体的には、第一パイプ１２は、図示しないインストルメントパネルの内側にインパネビーム１０が配置された状態下で、運転席側に配置される部分を構成するものであって、インパネビーム１０が取り付けられるべき自動車の車幅寸法の略半分の長さを有している。このような第一パイプ１２には、インストルメントパネル内側への配置状態下で、ステアリングコラムが取り付けられることとなる。このため、第一パイプ１２には、アイドリング時の振動によってステアリングを共振させないだけの剛性が必要となる。それ故に、第一パイプ１２は、その形成材料として、高い剛性を有する鋼材が用いられている。即ち、ここでは、第一パイプ１２が、鋼パイプにて構成されているのである。なお、この第一パイプ１２を構成する鋼パイプの種類（材質）は、特に限定されるものではないものの、一般には、自動車構造用鋼管を用いて、第一パイプ１２が形成されることとなる。
【００２７】
また、第二パイプ１４は、図示しないインストルメントパネルの内側にインパネビーム１０が配置された状態下で、助手席側に配置される部分を構成するものであって、インパネビーム１０が取り付けられるべき自動車の車幅寸法の略半分の長さを有している。このような第二パイプ１４には、インストルメントパネル内側への配置状態下で、ワイヤーハーネス等の軽量物が取り付けられることとなる。このため、第二パイプ１４には、第一パイプ１２に要求される程の剛性が必要とされず、それよりも軽量性が優先される。それ故、第二パイプ１４は、その形成材料として、第一パイプ１２の形成材料たる鋼材よりも剛性は低いものの、軽量性に優れた純アルミニウム又はアルミニウム合金（以下、それらを総称して、単にアルミニウムという）が用いられている。即ち、ここでは、第二パイプ１４が、アルミニウムパイプ（純アルミニウム製のパイプとアルミニウム合金製のパイプとを含む。以下、同一の意味において使用する）にて構成されているのである。なお、この第二パイプ１４を構成するアルミニウムパイプの種類（材質）は、特に限定されるものではないものの、ＪＩＳ呼称の３０００系、５０００系、６０００系、７０００系のアルミニウム合金が、好適に用いられる。
【００２８】
さらに、そのようなアルミニウムパイプからなる第二パイプ１４は、軽量性の更なる向上と、インストルメントパネルの内側に配置されたときのインストルメントパネル内側の空間を大きく確保するために、小径とされている。これに対して、第一パイプ１２は、上記のように十分な剛性を得ることを目的として大径とされ、本実施形態では、第二パイプ１４よりも大径とされている。このように、第一パイプ１２は、大径とされているところから、剛性の向上のために必要以上に肉厚が大きくされることがない。これによって、第一パイプ１２の重量が、可及的に小さくされているのである。なお、第一パイプ１２は、第二パイプ１４の剛性よりも大きな剛性を確保可能であれば、必ずしも、第二パイプ１４よりも大径とされている必要はない。
【００２９】
第一パイプ１２と第二パイプ１４の径（外径）や肉厚寸法は、特に限定されるものではなく、インパネビーム１０に必要とされる剛性や軽量性等に応じて、適宜に決定されるものであるが、好適には、以下の寸法とされる。即ち、鋼パイプからなる第一パイプ１２の外径は、好ましくは４０〜７０ｍｍの範囲内の値とされる。また、その肉厚は、一般には１．８〜３．２ｍｍの範囲内の値とされる。何故なら、第一パイプ１２の外径が４０ｍｍを下回る場合や肉厚が１．８ｍｍ未満である場合には、第一パイプ１２に要求される所望の剛性を確保することが困難となる恐れがあるからである。また、第一パイプ１２の外径が７０ｍｍを上回る場合や肉厚が３．２ｍｍを超える場合には、第一パイプ１２が大型化し、それにより、インストルメントパネルの内側空間が第一パイプ１２にて取られ過ぎたり、或いはインパネビーム１０全体の重量が過大となって、インパネビーム１０が装着される自動車の燃費効率が低下したりする可能性が大きくなるからである。
【００３０】
また、アルミニウムパイプからなる第二パイプ１４の外径は、好ましくは２５〜５５ｍｍの範囲内とされる。そして、その肉厚は、一般には１．８〜４．０ｍｍの範囲内の値とされる。何故なら、第二パイプ１４の外径が２５ｍｍを下回る場合や肉厚が１．８ｍｍ未満である場合には、第二パイプ１４の強度が著しく低いものとなる恐れがあるからである。一方、第二パイプ１４の外径が５５ｍｍを上回る場合や肉厚が４．０ｍｍを超える場合には、第二パイプ１４が大型化し、それにより、インストルメントパネルの内側空間が第二パイプ１４にて取られ過ぎたり、或いはインパネビーム１０全体の重量が過大となって、インパネビーム１０が装着される自動車の燃費効率が低下したりする可能性が大きくなるからである。
【００３１】
なお、インパネビーム１０に求められる剛性乃至は強度、或いは軽量性は、インパネビーム１０が装着される自動車の種類によって、種々変更される場合がある。それ故、上記した第一パイプ１２と第二パイプ１４の外径と肉厚の好適範囲、更には後述する連結板１６の肉厚の好適範囲も、インパネビーム１０が装着される自動車の種類によって、適宜に変更されることもある。
【００３２】
一方、図１及び図２に示されるように、連結板１６は、全体として、第一パイプ１２の端部外径よりも一周り大きな外径を有する略円形の平板形状を有している。また、連結板１６の外周面のうちで、直径方向の両側に位置する部分には、第一及び第二平坦面１７ａ，１７ｂが、互いに平行に延びるように、それぞれ設けられている。そして、この連結板１６の一方の面に、鋼パイプからなる第一パイプ１２が、また、その他方の面に、アルミニウムパイプからなる第二パイプ１４が、それぞれ摩擦圧接されているのである。
【００３３】
このような連結板１６は、第一パイプ１２や第二パイプ１４との接合性を考慮すると、第一パイプ１２と同材質の鋼製か、若しくは第二パイプ１４と同材質の純アルミニウム製又はアルミニウム合金製であることが望ましい。しかしながら、連結板１６をアルミニウム製とした場合、連結板１６よりも高硬度の鋼パイプからなる第一パイプ１２の摩擦圧接時の加圧力により、第一パイプ１２の端部が連結板１６に食い込んでしまい、そのために、十分な接合ができなくなってしまう可能性が高い。このため、本発明では、連結板１６が、鋼材にて構成されているのである。この連結板１６の形成材料に用いられる鋼材の種類は、特に限定されるものではないが、好適には、第一パイプ１２を形成している鋼材と同一種類のものが使用される。それによって、より十分な接合性乃至は接合強度が確保され得る。
【００３４】
なお、連結板１６は、同軸上に位置する第一パイプ１２と第二パイプ１４とが両方の面に対してそれぞれ確実に摩擦圧接され得るように、第一パイプ１２の外径と第二パイプ１４の外径のうちの大きなもの（ここでは、第一パイプ１２の外径）よりも更に大きな板面を有しておれば、その具体的な大きさや形状は、何等特定されるものではない。しかしながら、連結板１６、ひいてはインパネビーム１０全体の重量の増大を防止する上で、可及的に小さく、且つ第一及び第二パイプ１２，１４のうちの外径の大きなものの横断面形状に近い形状であることが望ましい。また、その一方で、連結板１６に対する第一パイプ１２と第二パイプ１４の摩擦圧接時に、連結板１６を確実に保持して、摩擦圧接操作をスムーズに実施するために、連結板１６の板面が、第一パイプ１２の外径と第二パイプ１４の外径のうちの大きなものよりも、例えば１０ｍｍ以上大きな直径の円を描き得る大きさを有していることが好ましい。従って、本実施形態では、図２から明らかなように、連結板１６が、第一パイプ１２の外径：ｒよりも１０ｍｍ以上大きな直径：Ｒの円（図２に二点鎖線で示す）を描き得る大きさの板面を備えた略円板形状とされているのである。
【００３５】
そして、そのような連結板１６の肉厚（板厚）も、特に限定されるものではないものの、好適には５〜１５ｍｍとされる。何故なら、連結板１６の肉厚が５ｍｍ未満であると、余りに薄いために、剛性乃至は強度が不十分となり、そのために、鋼パイプからなる第一パイプ１２の摩擦圧接時の加圧力により変形する等して、十分な接合ができなくなってしまう恐れがあるからである。また、連結板１６の肉厚が１５ｍｍを超える場合には、厚過ぎて、連結板１６の重量が過大となり、インパネビーム１０全体の重量を著しく増大させてしまう可能性が高くなるからである。
【００３６】
このような連結板１６の第二パイプ１４との接合面には、第二パイプ１４の接合側端部に形成されたバリ１８が、テーパ状の外周面を与える厚肉部を形成して、接合されている。即ち、アルミニウムパイプからなる第二パイプ１４は、鋼材からなる連結板１６よりも硬度が低いため、連結板１６に対する摩擦圧接時に、連結板１６との当接側（接合側）の端部に対して、その全周にわたって周方向に連続して延びるバリ１８が、不可避的に生ずる。本実施形態では、このバリ１８が、第二パイプ１４の当接端部を大径化するように形成されると共に、連結板１６に接合されているのである。また、かかるバリ１８の外周面の形状は、ここでは、第二パイプ１４の当接端部の外径よりも大なる形態において、連結板１６側に向かって次第に大径化するテーパ面形状となるように、制御されている。このようなバリ１８の連結板１６への接合によって、第二パイプ１４の連結板１６に対する接合強度が、より効果的に高められている。また、インパネビーム１０をインストルメントパネルの内側の限られたスペース内に設置する際に、第二パイプ１４に取り付けられるワイヤハーネスなどの部品や部材がバリ１８と干渉して、それらの部品や部材の設置が困難となったり、或いはそれらの部品や部材が、例えば尖ったバリ１８部分との接触によって損傷したりすることが、バリ１８の外周面形状がテーパ面形状に制御されていることによって、有利に防止され得るようになっている。
【００３７】
なお、図示されてはいないものの、上記のような構造を有するインパネビーム１０は、従来と同様に、インストルメントパネルの内側において、第一パイプ１２を運転席側に位置させる一方、第二パイプ１４を助手席側に位置させて、それら運転席側と助手席側とに跨って車幅方向に延びるように配置されることとなる。そして、そのような配置状態下で、車幅方向の両側に位置する、例えば、Ａピラー（フロントピラー）等の車体部材間に架設されるようになっているのである。
【００３８】
ここにおいて、上記のような構造のインパネビーム１０は、例えば、以下のようにして製造されることとなる。
【００３９】
すなわち、先ず、図３に示されるように、連結板１６を、上側クランプ部材２０と下側クランプ部材２２との間で、上下方向において挟持する。上側クランプ部材２０と下側クランプ部材２２は、互いに同一の構造を有しており、何れも、図示しない油圧シリンダ等のアクチュエータの作動により、上下方向（図３における白抜きの矢印方向）に移動可能とされている。
【００４０】
より詳細には、図４及び図５に示されるように、上側クランプ部材２０は、金属製のクランプ部２４と、このクランプ部２４を図示しないアクチュエータに連結する連結ロッド２６とを有している。かかるクランプ部２４は、全体として、略逆Ｌ字状を有している。そして、水平方向に延びる厚肉平板状を呈し、上面において、連結ロッド２６に接続される基板部２８と、この基板部２８の延出方向（図４の左右方向）の一端部から鉛直下方に向かって突出する、厚肉平板状の当接部３０とを、一体的に有している。
【００４１】
そのようなクランプ部２４の基板部２８における下面の延出方向中間部には、凹部３２が形成されている。そして、この凹部３２の底面が、前記連結板１６の第一平坦面１７ａと、それを間に挟んで周方向両側に位置する外周面部分とに対応した形状を有するクランプ面３４とされている。
【００４２】
また、当接部３０の下面の中央部には、横断面略半円形状を呈する溝部４０が形成されている。この溝部４０は、図４の右側（基板部２８の当接部３０が形成される端部とは反対の端部側）に向かって開口する開口部側の内周面部分が、分割囲繞面４２とされている一方、図４の左側（基板部２８の当接部３０が形成される端部側）に向かって開口する開口部側の内周面部分が、分割ガイド面４４とされている。
【００４３】
さらに、分割囲繞面４２は、図４の右側に向かって次第に大径化する半割テーパ面形状を有している。また、この分割囲繞面４２の最小半径が、第二パイプ１４の外周面の半径（外径の１／２）と同じか、又はそれよりも僅かに大きな寸法とされている。分割ガイド面４４は、図４の左側に向かって次第に大径化する半割テーパ面形状を有している。このガイド面４４の最小半径も、第二パイプ１４の外周面の半径（外径の１／２）と同じか、又はそれよりも僅かに大きな寸法とされている。なお、分割囲繞面４２は、半割テーパ面形状のテーパ角度が、分割ガイド面４４よりも大きく設定されている。
【００４４】
一方、下側クランプ部材２２も、金属製のクランプ部２４と、このクランプ部２４を図示しないアクチュエータに連結する連結ロッド２６とを有している。この下側クランプ部材２２は、上側クランプ部材２０を上下反転して位置させただけで、上側クランプ部材２０と全く同一の構造を有している。それ故、ここでは、下側クランプ部材２２のクランプ部２４の説明を省略する。
【００４５】
そして、図３及び図６に示されるように、連結板１６が、第一及び第二平坦面１７ａ，１７ｂをそれぞれ上下に位置させるように配された状態で、それを間に挟んで上側と下側にそれぞれ配置された上側クランプ部材２０と下側クランプ部材２２とが、図示しないアクチュエータにより下方又は上方に移動させられる。これにより、連結板１６の第一平坦面１７ａを含む上端側部分と第二平坦面１７ｂを含む下端側部分とが、上側及び下側クランプ部材２０，２２の各クランプ部２４，２４（基板部２８，２８）に設けられた凹部３２，３２内に、それぞれ収容、保持されることとなる。
【００４６】
そして、図示しないアクチュエータの作動に基づいて、上側及び下側クランプ部材２０，２２の各凹部３２，３２の各クランプ面３４，３４が、連結板１６に対して、それぞれ加圧される。これによって、連結板１６が、上側クランプ部材２０と下側クランプ部材２２との間で挟持される。そして、連結板１６が、変位不能とされ、且つ各平坦面１７ａ，１７ｂの各クランプ面３４，３４に対する当接、係合により回転不能とされる。
【００４７】
また、そのような上側及び下側クランプ部材２０，２２による連結板１６の挟持状態下では、上側及び下側クランプ部材２０，２２の各当接部３０，３０の先端面同士が圧接される。これにより、それらの先端面同士の間に、各当接部３０，３０に設けられた各溝部４０，４０にて、挿通孔４５が形成される。
【００４８】
そして、挿通孔４５の一方の開口部（図３の右側への開口部）側の内周面部分が、各分割囲繞面４２，４２からなる囲繞面４６とされている。また、挿通孔４５の他方の開口部（図３の左側への開口部）側の内周面部分が、各分割ガイド面４４，４４からなるガイド面４８とされている。囲繞面４６は、挿通孔４５の一方の開口側に向かって次第に大径化するテーパ面形状とされている。また、ガイド面４８は、挿通孔４５の他方の開口側に向かって次第に大径化するテーパ面形状とされている。更に、それらテーパ面形状を呈する囲繞面４６とガイド面４８は、それぞれの最小径が、第二パイプ１４の外径と同じか又はそれよりも僅かに大きな寸法とされている。
【００４９】
かくして、上側及び下側クランプ部材２０，２２にて挟持された連結板１６が、厚さ方向一方の面と他方の面のそれぞれの外周部を除く部分において、外部に露出されている。
【００５０】
そして、連結板１６が、上記の如き保持状態となるように、上側及び下側クランプ部材２０，２２にて挟持されたら、図７に示されるように、第一パイプ１２を、その軸方向一方側の先端面において、連結板１６の一方の面の外部への露出部分の中心部に当接、位置させる。また、それと共に、第二パイプ１４の軸方向一端部を、ガイド面４８にて案内させつつ、挿通孔４５内に挿通させて、その先端面において、連結板１６の他方の面の中心部に当接、位置させる。
【００５１】
これによって、第一パイプ１２と第二パイプ１４とが、連結板１６を介して、同軸的に位置させられるのである。また、このとき、第一及び第二クランプ部材２０，２２の各当接部３０，３０間に形成される囲繞面４６が、第二パイプ１４の連結板１６への当接側端部を、それと径方向に離間した位置で囲繞する。そうして、第二パイプ１４の連結板１６への当接側端部の外周面と、連結板１６の第二パイプ１４の当接側端部との当接面と、囲繞面４６との間に、閉鎖空間５０を形成する。このことから明らかなように、本実施形態では、分割囲繞面４２をそれぞれ有する上側クランプ部材２０と下側クランプ部材２２とにて、囲繞部材が構成されている。
【００５２】
その後、図示しない加圧装置と回転装置にて、第一パイプ１２と第二パイプ１４とを、同時に、連結板１６の両面に押し付けながら、軸心回りに回転させる。これによって、連結板１６の一方の面に対する第一パイプ１２の摩擦圧接操作と、連結板１６の他方の面に対する第二パイプ１４の摩擦圧接操作とを、同時に実施するのである。このとき、図７に二点鎖線で示されるように、アルミニウムパイプからなる第二パイプ１４の当接側端部に、バリ１８が不可避的に発生する。このバリ１８は、前記閉鎖空間５０内に閉じ込められて、充填される。そして、そのようなバリ１８が、第二パイプ１４の連結板１６への当接側端面と共に、回転しながら連結板１６に押し付けられる。これによって、バリ１８が、連結板１６に接合されると共に、閉鎖空間５０に対応した形状に成形されて、その外周面が、囲繞面４６に対応したテーパ面形状に形成されることとなる。そして、第一パイプ１２の摩擦圧接操作と第二パイプ１４の摩擦圧接操作とが、同時に或いは時間差をおいて終了することによって、図１に示されるような構造を備えた、目的とするインパネビーム１０を得るのである。
【００５３】
なお、第一パイプ１２と第二パイプ１４の連結部１６に対する摩擦圧接操作の実施条件は、特に限定されるものではないが、それらの摩擦圧接操作の実施に際して、第一パイプ１２や第二パイプ１４の連結部１６に対する加圧力が８０〜１５０ＭＰａとされていることが好ましく、また、それら第一パイプ１２や第二パイプ１４の回転数が６００〜１２００ｒｐｍとされていることが望ましい。何故なら、各パイプ１２，１４の加圧力が８０ＭＰａ未満とされる場合や回転数が６００ｒｐｍ未満とされる場合には、各パイプ１２，１４の連結板１６に対する接合強度が不充分となる恐れがあるからである。また、各パイプ１２，１４の加圧力が１５０ＭＰａを超える大きな値となると、アルミニウムパイプからなる第二パイプ１４が、摩擦圧接操作の途中で変形してしまう可能性があるからである。更に、各パイプ１２，１４を１２００ｒｐｍを超える回転数で回転させても、接合強度等の接合継手の性能向上が然程望めるものではなく、却って、摩擦圧接に要するコストの増大を招く結果となるからである。しかも、アルミニウムパイプからなる第二パイプ１４を１２００ｒｐｍを超える回転数で回転させた場合には、第二パイプ１４の連結板１６との接続部の温度が高くなり過ぎて、接合が困難となる恐れさえもあるからである。そして、第一パイプ１２と第二パイプ１４の連結部１６に対する摩擦圧接操作の実施に際しては、例えば、摩擦圧接操作による各パイプ１２，１４の長さの減少量が予め設定された値となって、インパネビーム１０全体の長さが所望の長さとなるように、加圧力や回転数等の実施条件が、適宜に設定されるのである。
【００５４】
このように、本実施形態のインパネビーム１０にあっては、インストルメントパネルの内側の運転席側部分に配置されて、ステアリングコラムが取り付けられる第一パイプ１２が大径の鋼パイプからなる一方、助手席側部分に配置される第二パイプ１４が小径のアルミニウムパイプにて構成されている。それ故、インパネビーム１０全体の軽量性を十分に確保しつつ、高剛性化が有利に図られて、アイドリング時等の入力振動によるステアリングの共振を効果的に防止出来るのである。また、インストルメントパネルの内側の空間を可及的に大なる大きさにおいて確保することも可能となる。更に、鋼パイプからなる第一パイプ１２の径が大きくされている分だけ、第一パイプ１２の薄肉化が実現できる。これによっても、第一パイプ１２、ひいてはインパネビーム１０全体の軽量化が期待され得ることとなる。
【００５５】
しかも、第一パイプ１２と第二パイプ１４の連結板１６両面への摩擦圧接する際の加圧力や回転数等の条件を任意に設定するだけで、インパネビーム１０全体の長さを、所望の長さに、簡単に且つ高精度に仕上げることが出来る。その結果、インパネビーム１０の車体への取付精度を有利に高めることが可能となる。
【００５６】
そして、本実施形態のインパネビーム１０を、上記の如き手法にて製造することによって、インパネビーム１０の製造工程の短縮化及び効率化が有利に図られ得るのである。
【００５７】
次に、図８には、本発明に従う構造を有するインパネビームの別の実施形態が示されている。なお、本実施形態のインパネビーム５２とその製造方法に関しては、前記第一の実施形態に係るインパネビーム１０と同様な構造を有する部材及び部位について、更には、そのようなインパネビーム１０の製造に用いられる部材と同様な構造を有する部材について、図１乃至図７と同一の符号を付すことにより、その詳細な説明を省略する。
【００５８】
すなわち、図８から明らかなように、本実施形態のインパネビーム５２も、インストルメントパネルの内側の運転席側に配置される鋼パイプからなる大径の第一パイプ１２と、助手席側に配置されるアルミニウムパイプからなる小径の第二パイプ１４とが、鋼製の連結板５４に対して摩擦圧接されることで、１本の長手のパイプ部材として形成されている。そして、ここでは、それら第一パイプ１２と第二パイプ１４とが、互いに非同軸的に配置されている。
【００５９】
また、連結板５４は、図９に示されるように、全体として、略長円形状を有している。そして、かかる連結板５４の一方の面において、その長軸方向の中心から一方側に偏倚した位置に、鋼パイプからなる第一パイプ１２が摩擦圧接されている。また、その他方の面において、その長さ方向の中心から、第一パイプ１２が接合される側とは反対側に偏倚した位置に、アルミニウムパイプからなる第二パイプ１４が、摩擦圧接されている。この連結板５４の外周面のうちで、長軸方向の両端に位置する部分には、第一及び第二平坦面１７ａ，１７ｂが、互いに平行に延びるように、それぞれ設けられている。なお、このような連結板５４は、その短軸長さが、大径の第一パイプ１２の外径よりも大きな寸法（例えば、１０ｍｍ以上大きな寸法）とされていると共に、第一平坦面１７ａから第二パイプ１４の外周面までの距離と、第二平坦面１７ｂから第一パイプ１２の外周面までの距離とが、それぞれ所定量以上大きな寸法（例えば、５ｍｍ以上大きな寸法）とされている。
【００６０】
このようなインパネビーム５２にあっても、第二パイプ１４の連結板５４との当接側端部の外周面に形成されたバリ１８が、連結板５４に接合されている。また、そのようなバリ１８の外周面が、連結板５４側に向かって大径となるテーパ面形状とされて、第二パイプ１４の当接側端部の厚肉部として形成されている。
【００６１】
そして、このようなインパネビーム５２は、例えば、以下のようにして製造されることとなるのである。
【００６２】
すなわち、先ず、図１０に示されるように、連結板５４を、上側クランプ部材５６と下側クランプ部材５８との間で、上下方向において挟持する。上側及び下側クランプ部材５６，５８は、何れも、水平方向に延びる基板部２８と、この基板部２８の延出方向一端部に、一体的に突設された当接部３０とを、それぞれ有している。それら上側及び下側クランプ部材５６，５８の基板部２８と当接部３０は、前記第一の実施形態に係るインパネビーム１０の製造時に用いられる上側及び下側クランプ部材２０，２２の基板部２８と当接部３０と同一の構造を有している。即ち、各基板部２８には、クランプ面３４を有する凹部３２が設けられている。また、各当接部３０には、分割囲繞面４２と分割ガイド面４４とを有する溝部４０が設けられている。
【００６３】
そして、図１１及び図１２に示されるように、上側クランプ部材５６の基板部２８における当接部３０形成側とは反対側の端部には、裏当て部６０が、当接部３０と対向する状態で、下方に向かって一体的に突設されている。この裏当て部６０は、厚肉の平板形状を呈し、当接部３０との対向面が、当接部３０と平行に延びる平坦な裏当て面６２とされている。
【００６４】
一方、図１３及び図１４に示されるように、下側クランプ部材５８は、当接部３０が、上側クランプ部材５６の当接部３０よりも十分に長い突出長さを有している。そして、この当接部３０の長さ方向中間部が裏当て部６０とされており、また、かかる裏当て部６０の厚さ方向一方側（基板部２８の当接部３０が形成される端部とは反対の端部側）の面が、裏当て面６２とされている。
【００６５】
そして、図１０及び図１５に示されるように、連結板５４の第一平坦面１７ａを含む上端側部分が、上側クランプ部材５６の凹部３２内に突入し、且つ第二平坦面１７ｂを含む下端部分が、下側クランプ部材５８の凹部３２内に突入した状態で、連結板１６が、上側クランプ部材５６のクランプ面３４と下側クランプ部材５８のクランプ面３４との間で挟持されている。これによって、前記第一の実施形態のインパネビーム１０の製造時と同様に、連結板５４が、上側クランプ部材５６と下側クランプ部材５８との間での挟持状態下で、変位不能で且つ回転不能とされている。
【００６６】
また、そのような上側及び下側クランプ部材５６，５８による連結板５４の挟持状態下では、上側及び下側クランプ部材５６，５８の各当接部３０，３０の先端面同士の間に、挿通孔４５が、各溝部４０，４０にて形成される。そして、そのような挿通孔４５の裏当て面６２での開口側の内周面部分が、各分割囲繞面４２，４２からなる囲繞面４６とされている一方、裏当て面６２とは反対側の面において開口する開口部側の内周面部分が、各分割ガイド面４４，４４からなるガイド面４８とされている。これによって、上側クランプ部材５６の当接部３０に対する連結板５４の当接面の上側部分の中心部が、挿通孔４５を通じて外部に露出している。また、かかる連結板５４の当接面とは反対側の面の下側部分が、外部に露出している。
【００６７】
そして、ここでは、連結板５４の挿通孔４５を通じての外部への露出部位に対して、厚さ方向反対側の面において対応する部分が、上側クランプ部材５６の裏当て部６０の裏当て面６２に当接して、裏当て部６０にてバックアップされている。また、連結板５４の下側部分の外部への露出部位に対して、厚さ方向反対側の面において対応する部分が、下側クランプ部材５８の裏当て部６０の裏当て面６２に当接して、裏当て部６０にてバックアップされている。このことから明らかなように、本実施形態では、裏当て部６０をそれぞれ有する上側クランプ部材５６と下側クランプ部材５８とにて、第一の裏当て部材と第二の裏当て部材とが、それぞれ構成されている。
【００６８】
そして、連結板５４が、上記の如き状態となるように、上側及び下側クランプ部材５６，５８にて挟持されたら、図１６に示されるように、第一パイプ１２を、その軸方向一方側の先端面において、連結板５４の一方の面の外部に露出した下側部分の幅方向中心部に当接位置させる。また、それと共に、第二パイプ１４の軸方向一端部を、ガイド面４８にて案内させつつ、挿通孔４５内に挿通させて、その先端面において、連結板５４の他方の面の外部に露出した上側部分の幅方向中心部に当接、位置させる。
【００６９】
これによって、第一パイプ１２と第二パイプ１４とを、連結板５４を介して、非同軸的に、換言すれば偏心させて、位置させる。また、このとき、上側及び下側クランプ部材５６，５８の各当接部３０，３０間に形成される囲繞面４６が、第二パイプ１４の連結板５４への当接側端部を、それと径方向に離間した位置で囲繞する。そうして、第二パイプ１４の連結板５４への当接側端部の外周面と、連結板５４の第二パイプ１４の当接側端部との当接面と、囲繞面４６との間に、閉鎖空間５０を形成する。このことから明らかなように、本実施形態にあっても、分割囲繞面４２をそれぞれ有する上側クランプ部材５６と下側クランプ部材５８とにて、囲繞部材が構成されている。
【００７０】
その後、図示しない加圧装置と回転装置を用いて、第一パイプ１２と第二パイプ１４とを、同時に、連結板５４の両面に押し付けながら、軸心回りに回転させる。これによって、連結板５４の一方の面に対する第一パイプ１２の摩擦圧接操作と、連結板５４の他方の面に対する第二パイプ１４の摩擦圧接操作とを、同時に実施する。このとき、図１６に二点鎖線で示される如く、前記第一の実施形態と同様に、アルミニウムパイプからなる第二パイプ１４の当接側端部に発生するバリ１８が、閉鎖空間５０内に閉じ込められて、連結板５４に接合されると共に、閉鎖空間５０に対応した形状に成形されて、その外周面が、囲繞面４６に対応したテーパ面形状とされる。そして、第一パイプ１２の摩擦圧接操作と第二パイプ１４の摩擦圧接操作とが、同時に或いは時間差をおいて終了することによって、図８に示されるような構造を備えた、目的とするインパネビーム５２を得るのである。なお、第一パイプ１２と第二パイプ１４の連結板５４に対する摩擦圧接操作の好適な実施条件も、前記第一の実施形態と同様とされる。
【００７１】
このように、インパネビーム５２にあっても、インストルメントパネルの内側の運転席側部分に配置されて、ステアリングコラムが取り付けられる第一パイプ１２が大径の鋼パイプからなる一方、助手席側部分に配置される第二パイプ１４が小径のアルミニウムパイプにて構成されている。また、それら第一パイプ１２と第二パイプ１４とが鋼製の連結板５４の両面に摩擦圧接されている。従って、本実施形態においても、前記第一の実施形態において奏される作用・効果と同一の作用・効果が、有効に享受され得る。
【００７２】
そして、本実施形態のインパネビーム５２にあっては、特に、第一パイプ１２と第二パイプ１４とが非同軸的に又は偏心して位置する状態で連結されている。それ故、第一パイプ１２と第二パイプ１４との位置を適宜に変更することで、インパネビーム５２が設置されたインストルメントパネルの内側空間を、より自由に且つ効率的に利用することが可能となる。
【００７３】
また、本実施形態のインパネビーム５２においては、第一パイプ１２と第二パイプ１４の摩擦圧接時に、連結板５４における第一パイプ１２の当接部位の反対側と第二パイプ１４の当接部位の反対側とに、上側クランプ部材５６の裏当て部６０と下側クランプ部材５８の裏当て部６０とがそれぞれ当接されて、バックアップされた状態で、摩擦圧接操作が進行するようになっている。それ故、第一パイプ１２と第二パイプ１４とから、連結板５４に加えられる反対方向の加圧力によって、連結板５４が変形するようなことが、効果的に防止され得ることとなる。これによって、インパネビーム５２の品質の安定化が、更に効果的に実現され得るのである。
【００７４】
さらに、本実施形態では、裏当て部６０をそれぞれ有する上側及び下側クランプ部材５６，５８が囲繞部材としての機能をも有している。これによって、インパネビーム５２の製造装置の低コスト化と製造作業の簡略化とが、共に有利に図られ得ることとなる。
【００７５】
以上、本発明の具体的な構成について、代表的な実施形態に基づき詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではない。
【００７６】
例えば、連結板１６，５４の大きさや形状は、何等限定されるものではなく、接合される第一パイプ１２と第二パイプ１４の外径やそれらの配置位置等に応じて、適宜の大きさや形状に設定され得るものである。
【００７７】
また、連結板１６，５４の第一パイプ１２や第二パイプ１４との当接部位に、突出部を設けることも可能である。具体的には、それぞれのパイプ１２，１４の配置位置と同軸的な位置に、それぞれのパイプ１２，１４の内径と略同じか、又は僅かに小さい外径を持つ突出部を設けるようにするのである。このような突出部は、第一パイプ１２と第二パイプ１４とを、当接されるべき位置に案内する為の、ガイドとなり得る他、バリ１８の成形を有効に行い、効果的な厚肉部を形成することができる。
【００７８】
さらに、連結板１６，５４の第一パイプ１２と第二パイプ１４との当接部位に、円環状の溝部を設けることもできる。具体的には、それぞれのパイプ１２，１４の配置位置と同軸的な位置に、それぞれのパイプ１２，１４の肉厚と略同じか、又はそれらの肉厚より僅かに大きな溝幅を有する円環状の溝部を設けるものであって、これにより、第一パイプ１２や第二パイプ１４の摩擦圧接操作を行う際に、円環状溝部の両側面が、それぞれ第一パイプ１２や第二パイプ１４の外周面及び内周面と接触し、接合されることとなる。その結果、接合面積が拡大されて、第一及び第二パイプ１２，１４と連結板１６，５４との間の接合強度が、有利に高められ得る。
【００７９】
更にまた、上側クランプ部材２０，５６や下側クランプ部材２２，５８の具体的構造も、前記第一及び第二の実施形態に示されるものに、特に限定されるものではない。例えば、前記第一及び第二の実施形態における上側クランプ部材２０，５６と下側クランプ部材２２，５８を、上下反転させて配置して、それら上側クランプ部材２０，５６を下側クランプ部材として用い、また下側クランプ部材２２，５８を上側クランプ部材として用いることも出来る。
【００８０】
また、囲繞面４６の形状も、前記第一及び第二の実施形態に示されるものに、特に限定されるものではない。例えば、囲繞面４６のテーパ面を、挿通孔４５の軸中心方向に向かって膨らませた曲面とすることもできる。これによって、バリ１８を、連結板１６，５４や第二パイプ１４と、より滑らかに接合することができる。
【００８１】
さらに、上側クランプ部材２０，５６及び下側クランプ部材２２，５８において、第一パイプ１２を案内するためのガイド面を設けることもできる。このガイド面は、上側クランプ部材２０，５６及び下側クランプ部材２２，５８の各基板部２８，２８における当接部３０，３０の形成側とは反対側の端部に設けられる。また、かかるガイド面は、例えば、上側クランプ部材２０，５６及び下側クランプ部材２２，５８の、連結板１６，５４と当接する面とは反対面の開口側に向かって次第に大径化するテーパ面形状とされて、それぞれの最小径が、第一パイプ１２の外径と同じか又はそれよりも僅かに大きな寸法とされる。
【００８２】
加えて、前記幾つかの実施形態では、第一パイプ１２と第二パイプ１４とを連結板１６，５４に摩擦圧接する際に、第一パイプ１２と第二パイプ１４とを同一方向に回転させていたが、それら第一パイプ１２と第二パイプ１４とを互いに逆の方向に回転させても、何等差し支えない。
【００８３】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。
【符号の説明】
【００８４】
１０，５２ インパネビーム １２ 第一パイプ
１４ 第二パイプ １６，５４ 連結板
１８ バリ ２０，５６ 上側クランプ部材
２２，５８ 下側クランプ部材 ２４ クランプ部
２６ 連結ロッド ２８ 基板部
３０ 当接部 ３２ 凹部
３４ クランプ面 ４０ 溝部
４２ 分割囲繞面 ４４ 分割ガイド面
４５ 挿通孔 ４６ 囲繞面
４８ ガイド面 ５０ 閉鎖空間
６０ 裏当て部 ６２ 裏当て面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のインストルメントパネルの内側に、運転席側と助手席側とに跨って車幅方向に延びるように配置されて、車幅方向の両側に位置する車体部材間に架設されるインパネビームであって、
助手席側に配置される部分がアルミニウムパイプからなる一方、運転席側に配置される部分が鋼パイプにて構成されており、該アルミニウムパイプが鋼製の連結板の一方の面に摩擦圧接されると共に、該鋼パイプが該連結板の他方の面に摩擦圧接されることによって、それらアルミニウムパイプと鋼パイプとが該連結板を介して一体的に連結されてなることを特徴とするインパネビーム。
【請求項２】
前記鋼パイプが、前記アルミニウムパイプよりも大きな径を有している請求項１に記載のインパネビーム。
【請求項３】
前記アルミニウムパイプと前記鋼パイプとが、互いに非同軸的に位置した状態で、前記連結板を介して一体的に連結されている請求項１又は請求項２に記載のインパネビーム。
【請求項４】
前記連結板の一方の面に対する前記アルミニウムパイプの摩擦圧接により、該アルミニウムパイプの該連結板との当接側端部に生ずるバリを、該当接側端部の外径を大ならしめる厚肉部として形成すると共に、該連結板の一方の面に接合せしめた請求項１乃至請求項３のうちの何れか１項に記載のインパネビーム。
【請求項５】
自動車のインストルメントパネルの内側に、運転席側と助手席側とに跨って車幅方向に延びるように配置されて、車幅方向の両側に位置する車体部材間に架設されるインパネビームを製造する方法であって、
アルミニウムパイプと鋼パイプと、該アルミニウムパイプの外径及び該鋼パイプの外径よりも大きな板面を備えた鋼製の連結板とを準備する工程と、
前記連結板の一方の面に対する前記アルミニウムパイプの摩擦圧接操作と、該連結板の他方の面に対する前記鋼パイプの摩擦圧接操作とを同時に実施して、該アルミニウムパイプと該鋼パイプとを該連結板を介して一体的に連結する工程と、
を含むことを特徴とするインパネビームの製造方法。
【請求項６】
前記鋼パイプの外径よりも大きな板面を備えた前記連結板を変位不能で且つ回転不能に保持すると共に、該連結板の一方の面に第一の裏当て部材を当接配置する一方、該連結板の他方の面に第二の裏当て部材を当接配置することにより、該連結板の両面の互いに異なる位置に対して、厚さ方向への押圧力が同時に作用したときの該連結板の変形を阻止せしめた状態で、該連結板の一方の面に対して該アルミニウムパイプを摩擦圧接する一方、該連結板の他方の面に対して、該鋼パイプを、該アルミニウムパイプとは非同軸的となる位置において摩擦圧接するようにした請求項５に記載のインパネビームの製造方法。
【請求項７】
前記連結板の一方の面に対する前記アルミニウムパイプの摩擦圧接操作の実施に際して、該アルミニウムパイプの該連結板との当接側端部の外周面と離間して位置する囲繞面を備えた囲繞部材にて、該アルミニウムパイプの該当接側端部を囲繞して、該当接側端部の外周面と、該連結板の一方の面と、該囲繞部材の囲繞面との間で閉鎖空間を形成し、該連結板に対する該アルミニウムパイプの摩擦圧接操作の実施により該アルミニウムの該当接側端部に生ずるバリを、該閉鎖空間内に閉じ込めて、該連結板の一方の面に接触させることにより、該バリを該連結板の一方の面に接合するようにした請求項５又は請求項６に記載のインパネビームの製造方法。
【請求項８】
前記囲繞部材が、前記連結板を挟持する複数のクランプ部材にて構成されると共に、それら複数のクランプ部材に、前記囲繞面を複数に分割した分割囲繞面がそれぞれ設けられ、該複数のクランプ部材が該連結板を挟持したときに、該複数の分割囲繞面が組み合わされて、該囲繞面が形成されると共に、該アルミニウムパイプの該連結板との前記当接側端部が、該囲繞面にて囲繞されるようになっている請求項７に記載のインパネビームの製造方法。
【請求項９】
前記囲繞部材の囲繞面が、前記連結板の一方の面に当接した前記アルミニウムパイプの当接側端部を囲繞した状態において、該当接側端部の先端に向かって次第に大径化するテーパ面形状を有している請求項７又は請求項８に記載のインパネビームの製造方法。
【請求項１】
自動車のインストルメントパネルの内側に、運転席側と助手席側とに跨って車幅方向に延びるように配置されて、車幅方向の両側に位置する車体部材間に架設されるインパネビームであって、
助手席側に配置される部分がアルミニウムパイプからなる一方、運転席側に配置される部分が鋼パイプにて構成されており、該アルミニウムパイプが鋼製の連結板の一方の面に摩擦圧接されると共に、該鋼パイプが該連結板の他方の面に摩擦圧接されることによって、それらアルミニウムパイプと鋼パイプとが該連結板を介して一体的に連結されてなることを特徴とするインパネビーム。
【請求項２】
前記鋼パイプが、前記アルミニウムパイプよりも大きな径を有している請求項１に記載のインパネビーム。
【請求項３】
前記アルミニウムパイプと前記鋼パイプとが、互いに非同軸的に位置した状態で、前記連結板を介して一体的に連結されている請求項１又は請求項２に記載のインパネビーム。
【請求項４】
前記連結板の一方の面に対する前記アルミニウムパイプの摩擦圧接により、該アルミニウムパイプの該連結板との当接側端部に生ずるバリを、該当接側端部の外径を大ならしめる厚肉部として形成すると共に、該連結板の一方の面に接合せしめた請求項１乃至請求項３のうちの何れか１項に記載のインパネビーム。
【請求項５】
自動車のインストルメントパネルの内側に、運転席側と助手席側とに跨って車幅方向に延びるように配置されて、車幅方向の両側に位置する車体部材間に架設されるインパネビームを製造する方法であって、
アルミニウムパイプと鋼パイプと、該アルミニウムパイプの外径及び該鋼パイプの外径よりも大きな板面を備えた鋼製の連結板とを準備する工程と、
前記連結板の一方の面に対する前記アルミニウムパイプの摩擦圧接操作と、該連結板の他方の面に対する前記鋼パイプの摩擦圧接操作とを同時に実施して、該アルミニウムパイプと該鋼パイプとを該連結板を介して一体的に連結する工程と、
を含むことを特徴とするインパネビームの製造方法。
【請求項６】
前記鋼パイプの外径よりも大きな板面を備えた前記連結板を変位不能で且つ回転不能に保持すると共に、該連結板の一方の面に第一の裏当て部材を当接配置する一方、該連結板の他方の面に第二の裏当て部材を当接配置することにより、該連結板の両面の互いに異なる位置に対して、厚さ方向への押圧力が同時に作用したときの該連結板の変形を阻止せしめた状態で、該連結板の一方の面に対して該アルミニウムパイプを摩擦圧接する一方、該連結板の他方の面に対して、該鋼パイプを、該アルミニウムパイプとは非同軸的となる位置において摩擦圧接するようにした請求項５に記載のインパネビームの製造方法。
【請求項７】
前記連結板の一方の面に対する前記アルミニウムパイプの摩擦圧接操作の実施に際して、該アルミニウムパイプの該連結板との当接側端部の外周面と離間して位置する囲繞面を備えた囲繞部材にて、該アルミニウムパイプの該当接側端部を囲繞して、該当接側端部の外周面と、該連結板の一方の面と、該囲繞部材の囲繞面との間で閉鎖空間を形成し、該連結板に対する該アルミニウムパイプの摩擦圧接操作の実施により該アルミニウムの該当接側端部に生ずるバリを、該閉鎖空間内に閉じ込めて、該連結板の一方の面に接触させることにより、該バリを該連結板の一方の面に接合するようにした請求項５又は請求項６に記載のインパネビームの製造方法。
【請求項８】
前記囲繞部材が、前記連結板を挟持する複数のクランプ部材にて構成されると共に、それら複数のクランプ部材に、前記囲繞面を複数に分割した分割囲繞面がそれぞれ設けられ、該複数のクランプ部材が該連結板を挟持したときに、該複数の分割囲繞面が組み合わされて、該囲繞面が形成されると共に、該アルミニウムパイプの該連結板との前記当接側端部が、該囲繞面にて囲繞されるようになっている請求項７に記載のインパネビームの製造方法。
【請求項９】
前記囲繞部材の囲繞面が、前記連結板の一方の面に当接した前記アルミニウムパイプの当接側端部を囲繞した状態において、該当接側端部の先端に向かって次第に大径化するテーパ面形状を有している請求項７又は請求項８に記載のインパネビームの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−２５１７９（Ｐ２０１２−２５１７９Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６２４９３（Ｐ２０１０−１６２４９３）
【出願日】平成２２年７月２０日（２０１０．７．２０）
【出願人】（０００００２２７７）住友軽金属工業株式会社 (552)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２０日（２０１０．７．２０）
【出願人】（０００００２２７７）住友軽金属工業株式会社 (552)
【Ｆターム（参考）】
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