接続構造体
【課題】 バンパーリインフォースとサイドメンバーに当接する第１，第２フランジ２３，２４に、軸部材２２の両端を電磁成形により固定したバンパーステイ。軸部材２２の先端に形成された拡開部３７，３８が、バンパーリインフォース及びサイドメンバーへの取り付けの妨げにならないようにする。
【解決手段】 軸部材２２の端部は第１，第２フランジ２３，２４に形成した穴２９，３４に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴の内周面に密着し、かつ軸部材２２の先端の突出部が放射方向に拡開して拡開部３７，３８を形成し、軸部材２２の中央部が放射方向に張り出して張出部３９を形成する。第１，第２フランジ２３、２４には段差が形成されていて、軸部材２２の先端に形成された拡開部３７，３８は、取付部２７，３２と同一面上又はそれより内側に位置する。
【解決手段】 軸部材２２の端部は第１，第２フランジ２３，２４に形成した穴２９，３４に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴の内周面に密着し、かつ軸部材２２の先端の突出部が放射方向に拡開して拡開部３７，３８を形成し、軸部材２２の中央部が放射方向に張り出して張出部３９を形成する。第１，第２フランジ２３、２４には段差が形成されていて、軸部材２２の先端に形成された拡開部３７，３８は、取付部２７，３２と同一面上又はそれより内側に位置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車用のバンパーステイのように、軸部材の端部に形成したフランジに他部材を固定する接続構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば乗用車やトラック等の自動車車体の前端（フロント）及び後端（リア）に設置されるバンパー内部には、補強部材としてバンパーリインフォースが設けられている。バンパーリインフォースは一般に荷重方向に略垂直に向く前壁と後壁、及びそれらを連結する横壁を有する断面中空の部材であり、後方側から一対のバンパーステイにより支持され、各バンパーステイは後端がサイドメンバー（フロント又はリア）の先端に固定されている。
【０００３】
アルミニウム製のバンパーステイは、大きく分けて縦圧壊型と横圧壊型がある。縦圧壊型のバンパーステイは、図１５（ａ）に例示するように、軸部１を構成する中空の押出形材の前後端に板状のフランジ２，３（バンパーリインフォース４及びサイドメンバ５の取付用）を溶接したもので、押出軸方向が車体前後方向（バンパーリインフォース４の長手方向に対し略垂直）を向いている。図１５（ｂ）に例示する縦圧壊型のバンパーステイは、アルミニウム合金押出材（管材）からなり、軸部６の両端部を電磁成形により拡開しフランジ７，８を形成したもので、下記特許文献１に記載されている。
なお、電磁成形とは、電気エネルギーの投入により、電磁成形用コイルがきわめて短時間の強力な磁場を形成し、この磁場内におかれたワーク（被加工物）が磁場の反発力（フレミングの左手の法則に従ったＬｏｒｅｎｔｚ力）によって強い拡張力や収縮力を受けて、高速で塑性変形することを利用し、ワークを所定形状に成形する技術である。電磁成形自体は、下記特許文献２〜６にも記載されているように、公知技術である。
【０００４】
一方、横圧壊型バンパーステイは、図１５（ｃ）に示すように、前後端の取付用フランジ１１，１２及びそれらを連結するリブ１３が一体形成された押出形材９からなり、押出軸方向が車体上下方向（バンパーリインフォース４の長手方向に対し垂直）を向いている。横圧壊型バンパーステイの例として、下記特許文献７〜９が挙げられる。また、下記特許文献１０には、横圧壊型のバンパーステイ本体の中空内部に中空の軸部材を配置したバンパーステイが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１８９０６２号公報
【特許文献２】特開昭５８−４６０１号公報
【特許文献３】特開平６−３１２２２６号公報
【特許文献４】特開平９−１６６１１１号公報
【特許文献５】特開２００２−１６００３２号公報
【特許文献６】特開２００４−２３７３４８号公報
【特許文献７】特開平８−９１１５４号公報
【特許文献８】特開２０００−３１８５５２号公報
【特許文献９】特開２００１−２９４１０６号公報
【特許文献１０】特開２００２−１２１０７号公報
【０００６】
図１５（ａ）に示す縦圧壊型のバンパーステイは、３つの部品を溶接により一体化している。バンパーステイの溶接部近傍は最も応力が集中する箇所であり、最も高い強度（継ぎ手強度）が必要とされるが、アルミニウム合金の場合、溶接による熱影響により溶接部近傍が軟化し、必然的に継ぎ手強度が低下するという問題がある。この継ぎ手強度の低下を補うため、管状部材及びフランジ部材の肉厚を大きくしたり、熱処理型アルミニウム合金であれば、熱処理（人工時効処理）を行って硬度及び強度を回復させることが考えられるが、前者の場合、アルミニウム合金を使用した軽量化の効果が半減し、後者の場合、溶接後の熱処理による強度の回復には限界があり、また、溶接後に熱処理工程を付加することによるコストアップが避けられない。
【０００７】
図１５（ｂ）に示す縦圧壊型のバンパーステイの場合、このような問題点は解消されるが、フランジの外周に近いほど周方向への引張の変形量が大きく、肉厚減少を生じ（外周に近いほど薄肉化する）、さらに変形量が大きくなると割れを生じたりし、バンパーリインフォース及びサイドメンバーに連結するに十分な大きさのフランジを成形することがきわめて困難な場合がある。
また、図１５（ｃ）に示す横圧壊型のバンパーステイは、製造コストが安く、バンパーリインフォースの端部取付箇所が車幅方向に対し傾斜又は湾曲していても、容易に対応できる利点がある。しかし、小さい衝撃力でリブが座屈変形し、縦圧壊型に比べて重量比エネルギー吸収量が小さく、優位な軽量化効果が得られないという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記特許文献５では、円筒形の軸部材の両端部を、チャンネル型押出形材の一対のフランジ面に開けた穴に嵌挿して先端を外側に突出させ、軸部材を電磁成形により拡管して、軸部材を穴の内周面に密着させ、両フランジ間の部分を半径方向外側に張り出し成形し、同時に両端の突出部を拡開して、軸部材の両端に前記フランジを固定している。また、前記特許文献６では、円筒形の軸部材の端部をブラケットに開けた穴に嵌挿して先端を外側に突出させ、軸部材を電磁成形により拡管し、軸部材を穴の内周面に密着させ、ブラケットの内側を半径方向外側に張り出し成形し、同時に外側の突出部を拡開して、軸部材の端部を前記フランジに固定している。
【０００９】
これらの技術を応用すれば、軸部材の一端又は両端にフランジが固定されたバンパーステイを製造することが可能である。フランジは任意の大きさのものを用いることができ、また、軸部材の先端に形成される拡開部は、軸部材とフランジの固定に必要な最小限の大きさで済むため、前記特許文献１の方法において生じ得るフランジの割れや肉厚の減少といった問題が解消される。
一方、前記特許文献５，６に記載された方法では、前記拡開部がフランジの外側に形成されることから、前記拡開部が前記フランジとバンパーリインフォース又はサイドメンバとの取り付けの妨げになる。
【００１０】
本発明は、軸部材の一端又は両端に他部材（パーリインフォースやサイドメンバを含む）の被取付部に当接するフランジを電磁成形により固定する場合において、軸部材の先端に形成された拡開部が前記フランジと他部材との取り付けの妨げにならないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る接続構造体は、他部材の被取付部に当接する取付部を有するフランジと、管状のアルミニウム合金押出材からなり端部が前記フランジに固定された軸部材により構成され、前記フランジに穴が形成され、前記軸部材の端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴の内周面に密着し、かつ前記軸部材の先端が前記フランジの穴から前方側に突出して放射方向に拡開し、さらに前記フランジの前記穴が形成された箇所が前記取付部より後退した位置にあり、かつ前記軸部材の先端が前記フランジの取付部と同一面上又はそれより後方側（内側）に位置することを特徴とする。フランジに形成した前記穴は、単純な打ち抜き穴でも、後述するバーリング穴でもよい。なお、前方とは軸部材の先端が向く方向、後方とはその逆方向を指す。
【００１２】
また、本発明に係る接続構造体は、他部材の被取付部に当接する取付部を有するフランジと、管状のアルミニウム合金押出材からなり端部が前記フランジに固定された軸部材により構成され、前記フランジに穴が形成され、前記穴が前方側からバーリング加工されたバーリング穴であり、前記軸部材の端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記バーリング穴の内周面に密着し、かつ前記内周面に沿って放射方向に拡開し、さらに前記軸部材の先端が前記バーリング穴より前方に突出せず、前記フランジの取付部と同一面上又はそれより後方側に位置することを特徴とする。バーリング加工により形成された穴（バーリング穴）には、穴フランジが形成されるため、フランジの元の厚みに比べて深さがあり、かつ前方側に向かって拡開している。
バーリング加工により形成された穴の内周面に軸部材の端部を密着させると、接触面積が大きく、かつ軸部材の端部が穴の内周面に沿って放射方向に拡開するので、仮に軸部材の端部を穴の前方側に突出させなくても、中空部材に対する軸部材の固定が確実になる。
【００１３】
前記接続構造体において、軸部材の一方の端部又は両方の端部にフランジを固定することができる。また、前記接続構造体において、それぞれ他部材の被取付部に当接する取付部を有し互いに間隔を開けて配置された一対のフランジ、及び両フランジを連結する１つのリブからなるフランジ部材を使用することができる。
前記接続構造体において、軸部材の前記フランジの穴より後方側が電磁成形による拡管により放射方向に張り出している（前記特許文献６参照）ことが望ましい。軸部材の両方の端部にフランジを固定する場合、両フランジに挟まれた部分を全体的に放射方向に張り出させることもできる（前記特許文献５参照）。これによりフランジが放射方向に拡開した先端とこの張出部の間に挟まれることになる。
前記接続構造体において、前記フランジ又はフランジ部材として、長さ方向に垂直な面内での断面形状が同一な金属製形材を用いることができる。この金属製形材には押出材だけでなく例えば金属板をプレス加工して製造した形材が含まれ、材質は軽量化の点でアルミニウム合金が望ましいが、鋼材など他の金属を用いることもできる。前記フランジ部材は複数個の形材を組み合わせたものでもよく、この場合、形材には単なる平らな板材も含まれる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、軸部材の一端又は両端に他部材の被取付部に当接するフランジを電磁成形により固定する場合において、軸部材の先端に形成された拡開部が前記フランジと他部材との取り付けの妨げにならないで済む。
なお、本発明は、バンパーステイだけでなく接続構造体一般に適用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る接続構造体について、バンパーステイを例に、図１〜図１４を参照して具体的に説明する。
図１に示すバンパーステイ２０は、バンパーリインフォースの傾斜した端部取付箇所（図１５参照）に配置されるもので、それぞれアルミニウム合金押出材からなるフランジ部材２１と軸部材２２からなる。
【００１６】
フランジ部材２１は、図２に明瞭に示すように、互いに傾斜した板状の第１フランジ２３、第２フランジ２４及びこれらを連結するリブ２５からなる。第１フランジ２３は段差を有し、中央部２６がバンパーリインフォースに当接する取付部２７より後退した位置にあり、いずれも平板状の中央部２６と取付部２７が互いに平行で傾斜部２８でつながれ、前記中央部２７に軸部材２２を取り付けるための穴２９が形成されている。第２フランジ２４も同じく段差を有し、中央部３１がサイドメンバーに当接する取付部３２より後退した位置にあり、いずれも平板状の中央部３１と取付部３２が互いに平行で傾斜部３３でつながれ、前記中央部３１に軸部材２２を取り付けるための穴３４が形成されている。穴２９，３４は、いずれも中央部３１に対し垂直な方向にみたとき円形をなし（穴２９は中央部２６に対し垂直な方向にみたとき若干楕円形をなす）、各中央部２６，３１の幅いっぱいに形成されている。リブ２５は第１，第２フランジ２３，２４の狭い方の端部をつなぎ、第２フランジ２４の中央部３１に垂直である。なお、３６は固定用のボルト穴である。
【００１７】
軸部材２２は、図４，５にも示すように、各端部が穴２９，３４に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴２９，３４の内周面に密着し、かつ穴２９，３４から前方側に突出した部分が放射方向にフランジ状に拡開し（拡開部３７，３８）、さらに第１，第２フランジ２３，２４に挟まれた部分が電磁成形による拡管により放射方向に張り出している（張出部３９）。拡開部３７，３８は、周方向の一部が傾斜部２８，３３に当接し、その他の部分は中央部２６，３１に当接し、いずれにしても、軸部材２２の先端が第１，第２フランジ２３，２４の取付部２７，３２より後方側（内側）に位置している。張出部３９は電磁成形の加工力に応じて自由変形（張り出し）をする。このように、軸部材２２は、両端部が穴２９，３４の内周面に密着し、同時に拡開部３７，３８と張出部３９が中央部２６，３１を挟んだかたちで、フランジ部材２１の第１，第２フランジ２３，２４に固定されている。
【００１８】
バンパーステイ２０の製造方法を図３に示す。フランジ部材２１の第１，第２フランジ２３，２４に形成した穴２９，３４に、円形断面の軸素材４１の各端部を嵌挿し、先端を前方側に突出させる（図３の仮想線参照）。軸素材４１は一端が軸方向に垂直な面で切断され、他端がその面から傾斜した面に沿って切断され、前記一端の切断面が第２フランジ２４の中央部３１に平行、前記他端の切断面が第１フランジ２３の中央部２６に平行（各穴２９，３４からの突出長さが周方向に均一）になるように穴２９，３４内に配置される。
この状態で軸素材４１をフランジ部材２１に対して位置決めし、軸素材４１内に電磁成形用コイル体４２を挿入し、フランジ部材２１の開口側に変形防止用の治具４３を挿入し、電気エネルギーを投入して、電磁成形を行い、軸素材４１を放射方向に拡径する。これにより、先に説明したバンパーステイ２０を得ることができる。
【００１９】
前記バンパーステイ２０において、第１，第２フランジ２３，２４の中央部２６，３１が、取付部２７，３２より後退した位置にあることから、軸部材２２の先端（拡開部３７，３８）が穴２９，３４より前方側に突出しているにも関わらず、当該先端を取付部２７，３２の前面より後方側（内側）に位置させることができる。従って、穴２９，３４より前方に突出した軸部材２２の先端が、前記取付部２７，３２と他部材（バンパーリインフォースとサイドメンバー）との取り付けの妨げにならない。
前記バンパーステイ２０において、フランジ部材２１のリブ２５は、軸部材２２とともに衝突時に負荷される荷重を支持する作用を有する。軸部材２２の補強効果により衝突時にリブ２５の座屈（倒れ）が起こりにくく、相応の荷重支持作用が得られ、また軸部材２２の蛇腹状変形による高いエネルギー吸収作用が得られる。
【００２０】
前記バンパーステイ２０において、第１，第２フランジ２３，２４をリブ２５で連結したフランジ部材２１を使用したことにより、第１，第２フランジ２３，２４の互いの位置関係が一義的に規定されているので、電磁成形時に第１，第２フランジ２３，２４と軸部材２２との位置決めが容易になる。また、リブ２５が第１，第２フランジ２３，２４の狭い方の端部を連結している（広い方の端部が解放されている）ことにより、電磁成形時に外部から変形防止用の治具４３を挿入しやすいという利点が得られる。
このバンパーステイ２０では、軸部材２２の両端部が穴２９，３４の内周面に密着し、拡開部３７，３８の周方向の一部が傾斜部２８，３３に当接し、第１フランジ２３（特に穴２９が形成されている中央部２６）が、軸部材２２の軸方向に対し垂直な面から傾斜している。従って、軸部材２２とフランジ部材２１（フランジ２３，２４）を相対的に回転させようとする力が作用しても、軸部材２２が穴２９，３４内で回転するのが防止される。
【００２１】
図６，７に別の形態のバンパーステイ５０を示す。このバンパーステイ５０は、フランジ部材５１の第１，第２フランジ５３，５４を連結するリブ５５が、それぞれの中央部５６，５７と傾斜部５８，５９のコーナー近傍を連結している点、第１，第２フランジ５３，５４の中央部５６，５７に形成された穴６１，６２が、前記中央部５６，５７の幅いっぱいではなく、小さめに形成されている点、及び軸部材５２の穴６１，６２から前方側に突出して放射方向にフランジ状に拡開した部分（拡開部６３，６４）が、全周にわたり中央部５６，５７に当接していない点で、バンパーステイ２０と相違するが、他の点ではバンパーステイ２０とほぼ同一である。
【００２２】
前記バンパーステイ５０では、フランジ部材５１のリブ５５が穴６１，６２の近傍に位置することにより、電磁成形時に軸部材５２が瞬間的に拡管して穴６１，６２の内周面を放射方向に押し広げようとする力が作用したとき、前記リブ５５が支えとなって、第１，第２フランジ５６，５７に歪みが生じにくい。また、フランジ部材５１の取付部６５，６６がリブ５５の外側に位置するため、バンパーリインフォース及びサイドメンバーとの取り付けが行いやすい。
前記バンパーステイ５０において、軸部材５２の拡開部６３，６４が、第１，第２フランジ５２，５３の中央部５６，５７に当接していないことによる作用効果上の不利益はほとんどなく、一方、製造上の観点からは、中央部５６，５７に当接させない程度の小さい電磁成形力で成形できるという利点がある。これにより電磁成形時に軸部材５２が拡管して穴６１，６２の内周面を放射方向に押し広げようとする力を低減し、第１，第２フランジ５２，５３の歪みを抑えることができる。また、電磁成形用コイル体に過大な電気エネルギーを投入しなくて済むので、該電磁成形用コイル体や制御装置等の寿命を延ばすこともできる。
【００２３】
図８に別の形態のバンパーステイ７０を示す。このバンパーステイ７０も、バンパーリインフォースの傾斜した端部取付箇所（図１５参照）に配置されるもので、フランジ部材７１と軸部材７２からなる。
フランジ部材７１は、それぞれアルミニウム合金押出材からなる２つの板状部材７３，７４（図９，１０参照）を組み合わせて構成したものであり、板状の第１フランジ７５、第２フランジ７６及びこれらを連結するリブ７７からなる。第１フランジ７５は段差を有し、中央部７８がバンパーリインフォースに当接する取付部７９より後退した位置にあり、いずれも平板状の中央部７８と外側の取付部７９が互いに平行で、傾斜部８１でつながれ、前記中央部７８に軸部材７２を取り付けるための穴８２が形成されている。第２フランジ７６には段差がなく、全体がサイドメンバーに当接する取付部に相当し、そのほぼ中央に軸部材７２を取り付けるためのバーリング穴８３が形成されている。また、バーリング穴８３の周囲には穴フランジ８０が形成されている。穴８２，８３は、いずれも第２フランジ７６に対し垂直な方向にみたとき円形をなす（穴８２は中央部７８に対し垂直な方向にみたとき若干楕円形をなす）。
【００２４】
フランジ部材７１を構成する一方の部材７３は、図９にも示すように、段差のある板状部材であり、外側部８４と、傾斜部８５を介して後退した位置にある前記中央部７８からなり、該中央部７８に前記穴８２が形成されている。また、中央部７８に作業用穴８６及び作業用切り欠き８７、外側部８４にボルト穴８８（バンパーリインフォース取付用）が形成されている。フランジ部材７２を構成する他方の部材７４は、図１０にも示すように、一方の端部に形成された外側部８９と、傾斜部９１及び前記第２フランジ７６からなり、該第２フランジ７６に前記バーリング穴８３が形成されている。また、第２フランジ７６にボルト穴９２（サイドメンバー取付用）、外側部８９にボルト穴９３が形成されている。
前記部材７３，７４を組み合わせてフランジ部材７１を構成したとき、外側部８４と外側部８９が重なって前記取付部７９（図８において左側の取付部７９）となり、傾斜部８５と傾斜部９１の上端部が重なって前記傾斜部８１（図８において左側の傾斜部８１）となり、部材７４の傾斜部９１は前記リブ７７となる。作業用穴８６と作業用切り欠き８７はちょうどサイドメンバー取付用のボルト穴９２に対応する位置にきて、工具を差し入れてボルト締めができるようになっている。また、ボルト穴８８とボルト穴９３が重なり、図８に示すように、ここにスタッドボルト９４が打ち込まれている。
【００２５】
軸部材７２は、図８に示すように、各端部が穴８２，８３に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴８２，８３の内周面に密着し、かつ第１フランジ７５側では、穴８２から前方側に突出した部分が放射方向にフランジ状に拡開して（拡開部９５）、全周的に中央部７８に当接し、第２フランジ７６側では、軸部材７２の端部が前記バーリング穴８３の内周面に密着し該バーリング穴８３に沿って放射方向に拡開し（拡開部９６）、さらに、第１，第２フランジ７５，７６に挟まれた部分が電磁成形による拡管により放射方向に張り出している（張出部９７）。このように、軸部材７２は、両端部が穴８２，８３の内周面に密着し、同時に拡開部９５，９６と張出部９７が第１フランジ７５の中央部７８及び第２フランジ７６を挟んだかたちで、前記第１，第２フランジ７５，７６に固定されている。また、第１フランジ７５には段差があり、段差のない第２フランジ７６側では拡開部９６がバーリング穴８３から前方に突出していない。従って、軸部材７２の先端は第１，第２フランジ７５，７６の取付部（取付部７９と第２フランジ７６自体）より後方側（内側）に位置している。
【００２６】
フランジ部材７１に軸部材７２を固定してバンパーステイ７０を製造する方法を図１１に示す。フランジ部材７１の第１，第２フランジ７５，７６に形成した穴８２，バーリング穴８３に、軸素材９０の各端部を嵌挿し、第１フランジ７５側では先端を前方側に突出させる（図１１の仮想線参照）。軸素材９０は円形断面のアルミニウム合金押出材からなり、一端が軸方向に垂直な面で切断され、他端がその面から傾斜した面に沿って切断され、前記一端の切断面が第２フランジ７６に平行、前記他端の切断面が第１フランジ７５の中央部７８に平行（穴８２からの突出長さが周方向に均一）になるように穴８２，８３内に配置される。
この状態で軸素材９０をフランジ部材７１に対して位置決めし、軸素材９０内に電磁成形用コイル体９８を挿入し、フランジ部材７１の開口側に変形防止用の治具９９を挿入し、電気エネルギーを投入して、電磁成形を行い、軸素材９０を放射方向に拡径する。これにより、先に説明したバンパーステイ７０を得ることができる。
【００２７】
このバンパーステイ７０では、フランジ部材７１を２つの板状の部材７３，７４により構成したが、これにより、一体型のフランジ部材（例えばフランジ部材２１）に比べて、穴開けがしやすいという利点がある。穴開けは第１フランジ側、第２フランジ側とも、各フランジに対して穴の軸線が垂直になるように行われるが、一体型のフランジ部材の場合、両フランジの間に治具を位置決めする必要があるなど、余分な手間が掛かる。特に、中空部材２１のように、第１フランジ２３の穴２９と第２フランジ２４の穴３４の軸線が異なる場合は、上下の穴開けが一度にできないという問題がある。これに対し、フランジ部材７１の場合、各部材７３，７４が板状断面であるので、穴開けが容易である。また、押出成形も容易であり、板をプレス加工して成形できるという利点もある。
【００２８】
図１２に別の形態のバンパーステイ１００を示す。このバンパーステイ１００も、バンパーリインフォースの傾斜した端部取付箇所（図１５参照）に配置されるもので、フランジ部材１０１（フランジ部材７１と同じく２つの部材１０３，１０４からなる）と軸部材１０２からなる。このバンパーステイ１００は、第１，第２フランジ１０５，１０６に形成された穴が、いずれも前方側からバーリング加工されたバーリング穴１０７，１０８である点で、バンパーステイ７０と異なる。各バーリング穴１０７，１０８の周囲にはそれぞれ穴フランジ１０９，１１０が形成されている。
【００２９】
軸部材１０２は、、各端部がバーリング穴１０７，１０８に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記バーリング穴１０７，１０８の内周面に密着し、前記バーリング穴１０７，１０８に沿って放射方向に拡開し（拡開部１１１，１１２）、さらに、第１，第２フランジ１０５，１０６に挟まれた部分が電磁成形による拡管により放射方向に張り出している（張出部１１３）。第１フランジ１０５側では、軸部材１０２の先端はバーリング穴１０７から前方側（外側）に突出しているが、第１フランジ１０５は段差を有し、バーリング穴１０７が形成された中央部１１４がバンパーリインフォースに当接する取付部１１５より後退した位置にあるため、前記取付部１１５より後方側（内側）に位置している。また、段差のない第２フランジ１０４側では、前記バンパーステイ７０における拡開部９６と同様に、軸部材１０２の先端はバーリング穴１０６から前方（外側）に突出していない。
【００３０】
図１３（ｂ）に、前記バンパーステイ１００における部材１０３の変形例として、部材１１６を示す。部材１１６では、中央部１１７に形成されたバーリング穴の周囲に穴フランジ１１８が形成され、該穴フランジ１１８に複数個の縦方向のスリット１１９が形成されている。スリット１１９を有する穴フランジ１１８は、図１３（ａ）に示すように、部材１１６の中央部１１７に形成された下穴１２０の縁に放射方向にスリット１２１を形成し、次いでこの下穴１２０にバーリング加工を施すことにより成形することができる。このスリット１１９があることにより、バーリング穴に軸素材を嵌挿して電磁成形により拡管したとき、成形された軸部材１０２（図１２参照９）がスリット１１９内に張り出し、軸部材１０２とバーリング穴の固定（特に回り止め）がより確実となる。
【００３１】
図１４は、前記バンパーステイ１００における部材１０３の変形例として、部材１２３とそのバーリング穴の加工法を示すものである。部材１０３では、バーリング加工は中央部７８の面に対して垂直に行われ、穴フランジ１０９の軸も中央部７８の面に対して垂直に形成されていた。これに対し、部材１２３の場合、下穴形成後、図１４に示すようにダイス１２４上に傾斜して置き、その上を板押さえ１２５で押さえ、下穴にポンチ１２６を圧入する。従って、バーリング加工は中央部１２７の面に対して傾斜して行われ、バーリング穴の周囲に形成された穴フランジ１２８の中心軸は中央部１２７の面に対して傾斜している。この傾斜は軸部材（及び軸素材）に対する第１フランジ（中央部１２６）の傾斜と一致するように、すなわち、穴フランジ１２７の中心軸が軸部材（及び軸素材）の中心軸に対して平行になるように設定される。穴フランジ１２８と軸素材の中心軸の方向が揃うので、電磁成形時に、軸素材をバーリング穴に正確に嵌め込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るバンパーステイの斜視図である。
【図２】そのバンパーステイを構成するフランジ部材の斜視図である。
【図３】そのバンパーステイの製造方法を説明する断面図である。
【図４】図１のＩ−Ｉ断面図である。
【図５】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図６】本発明に係る別のバンパーステイの断面図である。
【図７】図６のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図８】本発明に係るさらに別のバンパーステイの斜視図である。
【図９】そのバンパーステイのフランジ部材部材を構成する一方の部材の平面図である。
【図１０】そのバンパーステイのフランジ部材を構成する他方の部材の平面図である。
【図１１】そのバンパーステイの製造方法を説明する断面図である。
【図１２】本発明に係るさらに別のバンパーステイの断面図である。
【図１３】図１２に示すバンパーステイのフランジ部材を構成する部材の別の形態のもののバーリング加工前の平面図（ａ）、及びバーリング加工後の側面図（ｂ）である。
【図１４】図１２に示すバンパーステイのフランジ部材を構成する部材の別の形態のものの断面図である。
【図１５】種々のタイプ（型）のバンパーステイを説明する図である。
【符号の説明】
【００３３】
２０，５０，７０，１００ バンパーステイ
２１，５１，７１，１０１ フランジ部材
２２，５２，７２，１０２ 軸部材
２３，５３，７５，１０５ 第１フランジ
２４，５４，７６，１０６ 第２フランジ
２５，５５，７５ リブ
２９，３４、６１，６２，８２ 穴
３７，３８，６３，６４，９５，９６，１１１，１１２ 拡開部
３９，９７，１１３ 張出部
７３，７４，１０３，１０４，１１６，１２３ 板状部材
８０，１０９，１１８，１２８ 穴フランジ
８３，１０７ バーリング穴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車用のバンパーステイのように、軸部材の端部に形成したフランジに他部材を固定する接続構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば乗用車やトラック等の自動車車体の前端（フロント）及び後端（リア）に設置されるバンパー内部には、補強部材としてバンパーリインフォースが設けられている。バンパーリインフォースは一般に荷重方向に略垂直に向く前壁と後壁、及びそれらを連結する横壁を有する断面中空の部材であり、後方側から一対のバンパーステイにより支持され、各バンパーステイは後端がサイドメンバー（フロント又はリア）の先端に固定されている。
【０００３】
アルミニウム製のバンパーステイは、大きく分けて縦圧壊型と横圧壊型がある。縦圧壊型のバンパーステイは、図１５（ａ）に例示するように、軸部１を構成する中空の押出形材の前後端に板状のフランジ２，３（バンパーリインフォース４及びサイドメンバ５の取付用）を溶接したもので、押出軸方向が車体前後方向（バンパーリインフォース４の長手方向に対し略垂直）を向いている。図１５（ｂ）に例示する縦圧壊型のバンパーステイは、アルミニウム合金押出材（管材）からなり、軸部６の両端部を電磁成形により拡開しフランジ７，８を形成したもので、下記特許文献１に記載されている。
なお、電磁成形とは、電気エネルギーの投入により、電磁成形用コイルがきわめて短時間の強力な磁場を形成し、この磁場内におかれたワーク（被加工物）が磁場の反発力（フレミングの左手の法則に従ったＬｏｒｅｎｔｚ力）によって強い拡張力や収縮力を受けて、高速で塑性変形することを利用し、ワークを所定形状に成形する技術である。電磁成形自体は、下記特許文献２〜６にも記載されているように、公知技術である。
【０００４】
一方、横圧壊型バンパーステイは、図１５（ｃ）に示すように、前後端の取付用フランジ１１，１２及びそれらを連結するリブ１３が一体形成された押出形材９からなり、押出軸方向が車体上下方向（バンパーリインフォース４の長手方向に対し垂直）を向いている。横圧壊型バンパーステイの例として、下記特許文献７〜９が挙げられる。また、下記特許文献１０には、横圧壊型のバンパーステイ本体の中空内部に中空の軸部材を配置したバンパーステイが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１８９０６２号公報
【特許文献２】特開昭５８−４６０１号公報
【特許文献３】特開平６−３１２２２６号公報
【特許文献４】特開平９−１６６１１１号公報
【特許文献５】特開２００２−１６００３２号公報
【特許文献６】特開２００４−２３７３４８号公報
【特許文献７】特開平８−９１１５４号公報
【特許文献８】特開２０００−３１８５５２号公報
【特許文献９】特開２００１−２９４１０６号公報
【特許文献１０】特開２００２−１２１０７号公報
【０００６】
図１５（ａ）に示す縦圧壊型のバンパーステイは、３つの部品を溶接により一体化している。バンパーステイの溶接部近傍は最も応力が集中する箇所であり、最も高い強度（継ぎ手強度）が必要とされるが、アルミニウム合金の場合、溶接による熱影響により溶接部近傍が軟化し、必然的に継ぎ手強度が低下するという問題がある。この継ぎ手強度の低下を補うため、管状部材及びフランジ部材の肉厚を大きくしたり、熱処理型アルミニウム合金であれば、熱処理（人工時効処理）を行って硬度及び強度を回復させることが考えられるが、前者の場合、アルミニウム合金を使用した軽量化の効果が半減し、後者の場合、溶接後の熱処理による強度の回復には限界があり、また、溶接後に熱処理工程を付加することによるコストアップが避けられない。
【０００７】
図１５（ｂ）に示す縦圧壊型のバンパーステイの場合、このような問題点は解消されるが、フランジの外周に近いほど周方向への引張の変形量が大きく、肉厚減少を生じ（外周に近いほど薄肉化する）、さらに変形量が大きくなると割れを生じたりし、バンパーリインフォース及びサイドメンバーに連結するに十分な大きさのフランジを成形することがきわめて困難な場合がある。
また、図１５（ｃ）に示す横圧壊型のバンパーステイは、製造コストが安く、バンパーリインフォースの端部取付箇所が車幅方向に対し傾斜又は湾曲していても、容易に対応できる利点がある。しかし、小さい衝撃力でリブが座屈変形し、縦圧壊型に比べて重量比エネルギー吸収量が小さく、優位な軽量化効果が得られないという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記特許文献５では、円筒形の軸部材の両端部を、チャンネル型押出形材の一対のフランジ面に開けた穴に嵌挿して先端を外側に突出させ、軸部材を電磁成形により拡管して、軸部材を穴の内周面に密着させ、両フランジ間の部分を半径方向外側に張り出し成形し、同時に両端の突出部を拡開して、軸部材の両端に前記フランジを固定している。また、前記特許文献６では、円筒形の軸部材の端部をブラケットに開けた穴に嵌挿して先端を外側に突出させ、軸部材を電磁成形により拡管し、軸部材を穴の内周面に密着させ、ブラケットの内側を半径方向外側に張り出し成形し、同時に外側の突出部を拡開して、軸部材の端部を前記フランジに固定している。
【０００９】
これらの技術を応用すれば、軸部材の一端又は両端にフランジが固定されたバンパーステイを製造することが可能である。フランジは任意の大きさのものを用いることができ、また、軸部材の先端に形成される拡開部は、軸部材とフランジの固定に必要な最小限の大きさで済むため、前記特許文献１の方法において生じ得るフランジの割れや肉厚の減少といった問題が解消される。
一方、前記特許文献５，６に記載された方法では、前記拡開部がフランジの外側に形成されることから、前記拡開部が前記フランジとバンパーリインフォース又はサイドメンバとの取り付けの妨げになる。
【００１０】
本発明は、軸部材の一端又は両端に他部材（パーリインフォースやサイドメンバを含む）の被取付部に当接するフランジを電磁成形により固定する場合において、軸部材の先端に形成された拡開部が前記フランジと他部材との取り付けの妨げにならないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る接続構造体は、他部材の被取付部に当接する取付部を有するフランジと、管状のアルミニウム合金押出材からなり端部が前記フランジに固定された軸部材により構成され、前記フランジに穴が形成され、前記軸部材の端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴の内周面に密着し、かつ前記軸部材の先端が前記フランジの穴から前方側に突出して放射方向に拡開し、さらに前記フランジの前記穴が形成された箇所が前記取付部より後退した位置にあり、かつ前記軸部材の先端が前記フランジの取付部と同一面上又はそれより後方側（内側）に位置することを特徴とする。フランジに形成した前記穴は、単純な打ち抜き穴でも、後述するバーリング穴でもよい。なお、前方とは軸部材の先端が向く方向、後方とはその逆方向を指す。
【００１２】
また、本発明に係る接続構造体は、他部材の被取付部に当接する取付部を有するフランジと、管状のアルミニウム合金押出材からなり端部が前記フランジに固定された軸部材により構成され、前記フランジに穴が形成され、前記穴が前方側からバーリング加工されたバーリング穴であり、前記軸部材の端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記バーリング穴の内周面に密着し、かつ前記内周面に沿って放射方向に拡開し、さらに前記軸部材の先端が前記バーリング穴より前方に突出せず、前記フランジの取付部と同一面上又はそれより後方側に位置することを特徴とする。バーリング加工により形成された穴（バーリング穴）には、穴フランジが形成されるため、フランジの元の厚みに比べて深さがあり、かつ前方側に向かって拡開している。
バーリング加工により形成された穴の内周面に軸部材の端部を密着させると、接触面積が大きく、かつ軸部材の端部が穴の内周面に沿って放射方向に拡開するので、仮に軸部材の端部を穴の前方側に突出させなくても、中空部材に対する軸部材の固定が確実になる。
【００１３】
前記接続構造体において、軸部材の一方の端部又は両方の端部にフランジを固定することができる。また、前記接続構造体において、それぞれ他部材の被取付部に当接する取付部を有し互いに間隔を開けて配置された一対のフランジ、及び両フランジを連結する１つのリブからなるフランジ部材を使用することができる。
前記接続構造体において、軸部材の前記フランジの穴より後方側が電磁成形による拡管により放射方向に張り出している（前記特許文献６参照）ことが望ましい。軸部材の両方の端部にフランジを固定する場合、両フランジに挟まれた部分を全体的に放射方向に張り出させることもできる（前記特許文献５参照）。これによりフランジが放射方向に拡開した先端とこの張出部の間に挟まれることになる。
前記接続構造体において、前記フランジ又はフランジ部材として、長さ方向に垂直な面内での断面形状が同一な金属製形材を用いることができる。この金属製形材には押出材だけでなく例えば金属板をプレス加工して製造した形材が含まれ、材質は軽量化の点でアルミニウム合金が望ましいが、鋼材など他の金属を用いることもできる。前記フランジ部材は複数個の形材を組み合わせたものでもよく、この場合、形材には単なる平らな板材も含まれる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、軸部材の一端又は両端に他部材の被取付部に当接するフランジを電磁成形により固定する場合において、軸部材の先端に形成された拡開部が前記フランジと他部材との取り付けの妨げにならないで済む。
なお、本発明は、バンパーステイだけでなく接続構造体一般に適用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る接続構造体について、バンパーステイを例に、図１〜図１４を参照して具体的に説明する。
図１に示すバンパーステイ２０は、バンパーリインフォースの傾斜した端部取付箇所（図１５参照）に配置されるもので、それぞれアルミニウム合金押出材からなるフランジ部材２１と軸部材２２からなる。
【００１６】
フランジ部材２１は、図２に明瞭に示すように、互いに傾斜した板状の第１フランジ２３、第２フランジ２４及びこれらを連結するリブ２５からなる。第１フランジ２３は段差を有し、中央部２６がバンパーリインフォースに当接する取付部２７より後退した位置にあり、いずれも平板状の中央部２６と取付部２７が互いに平行で傾斜部２８でつながれ、前記中央部２７に軸部材２２を取り付けるための穴２９が形成されている。第２フランジ２４も同じく段差を有し、中央部３１がサイドメンバーに当接する取付部３２より後退した位置にあり、いずれも平板状の中央部３１と取付部３２が互いに平行で傾斜部３３でつながれ、前記中央部３１に軸部材２２を取り付けるための穴３４が形成されている。穴２９，３４は、いずれも中央部３１に対し垂直な方向にみたとき円形をなし（穴２９は中央部２６に対し垂直な方向にみたとき若干楕円形をなす）、各中央部２６，３１の幅いっぱいに形成されている。リブ２５は第１，第２フランジ２３，２４の狭い方の端部をつなぎ、第２フランジ２４の中央部３１に垂直である。なお、３６は固定用のボルト穴である。
【００１７】
軸部材２２は、図４，５にも示すように、各端部が穴２９，３４に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴２９，３４の内周面に密着し、かつ穴２９，３４から前方側に突出した部分が放射方向にフランジ状に拡開し（拡開部３７，３８）、さらに第１，第２フランジ２３，２４に挟まれた部分が電磁成形による拡管により放射方向に張り出している（張出部３９）。拡開部３７，３８は、周方向の一部が傾斜部２８，３３に当接し、その他の部分は中央部２６，３１に当接し、いずれにしても、軸部材２２の先端が第１，第２フランジ２３，２４の取付部２７，３２より後方側（内側）に位置している。張出部３９は電磁成形の加工力に応じて自由変形（張り出し）をする。このように、軸部材２２は、両端部が穴２９，３４の内周面に密着し、同時に拡開部３７，３８と張出部３９が中央部２６，３１を挟んだかたちで、フランジ部材２１の第１，第２フランジ２３，２４に固定されている。
【００１８】
バンパーステイ２０の製造方法を図３に示す。フランジ部材２１の第１，第２フランジ２３，２４に形成した穴２９，３４に、円形断面の軸素材４１の各端部を嵌挿し、先端を前方側に突出させる（図３の仮想線参照）。軸素材４１は一端が軸方向に垂直な面で切断され、他端がその面から傾斜した面に沿って切断され、前記一端の切断面が第２フランジ２４の中央部３１に平行、前記他端の切断面が第１フランジ２３の中央部２６に平行（各穴２９，３４からの突出長さが周方向に均一）になるように穴２９，３４内に配置される。
この状態で軸素材４１をフランジ部材２１に対して位置決めし、軸素材４１内に電磁成形用コイル体４２を挿入し、フランジ部材２１の開口側に変形防止用の治具４３を挿入し、電気エネルギーを投入して、電磁成形を行い、軸素材４１を放射方向に拡径する。これにより、先に説明したバンパーステイ２０を得ることができる。
【００１９】
前記バンパーステイ２０において、第１，第２フランジ２３，２４の中央部２６，３１が、取付部２７，３２より後退した位置にあることから、軸部材２２の先端（拡開部３７，３８）が穴２９，３４より前方側に突出しているにも関わらず、当該先端を取付部２７，３２の前面より後方側（内側）に位置させることができる。従って、穴２９，３４より前方に突出した軸部材２２の先端が、前記取付部２７，３２と他部材（バンパーリインフォースとサイドメンバー）との取り付けの妨げにならない。
前記バンパーステイ２０において、フランジ部材２１のリブ２５は、軸部材２２とともに衝突時に負荷される荷重を支持する作用を有する。軸部材２２の補強効果により衝突時にリブ２５の座屈（倒れ）が起こりにくく、相応の荷重支持作用が得られ、また軸部材２２の蛇腹状変形による高いエネルギー吸収作用が得られる。
【００２０】
前記バンパーステイ２０において、第１，第２フランジ２３，２４をリブ２５で連結したフランジ部材２１を使用したことにより、第１，第２フランジ２３，２４の互いの位置関係が一義的に規定されているので、電磁成形時に第１，第２フランジ２３，２４と軸部材２２との位置決めが容易になる。また、リブ２５が第１，第２フランジ２３，２４の狭い方の端部を連結している（広い方の端部が解放されている）ことにより、電磁成形時に外部から変形防止用の治具４３を挿入しやすいという利点が得られる。
このバンパーステイ２０では、軸部材２２の両端部が穴２９，３４の内周面に密着し、拡開部３７，３８の周方向の一部が傾斜部２８，３３に当接し、第１フランジ２３（特に穴２９が形成されている中央部２６）が、軸部材２２の軸方向に対し垂直な面から傾斜している。従って、軸部材２２とフランジ部材２１（フランジ２３，２４）を相対的に回転させようとする力が作用しても、軸部材２２が穴２９，３４内で回転するのが防止される。
【００２１】
図６，７に別の形態のバンパーステイ５０を示す。このバンパーステイ５０は、フランジ部材５１の第１，第２フランジ５３，５４を連結するリブ５５が、それぞれの中央部５６，５７と傾斜部５８，５９のコーナー近傍を連結している点、第１，第２フランジ５３，５４の中央部５６，５７に形成された穴６１，６２が、前記中央部５６，５７の幅いっぱいではなく、小さめに形成されている点、及び軸部材５２の穴６１，６２から前方側に突出して放射方向にフランジ状に拡開した部分（拡開部６３，６４）が、全周にわたり中央部５６，５７に当接していない点で、バンパーステイ２０と相違するが、他の点ではバンパーステイ２０とほぼ同一である。
【００２２】
前記バンパーステイ５０では、フランジ部材５１のリブ５５が穴６１，６２の近傍に位置することにより、電磁成形時に軸部材５２が瞬間的に拡管して穴６１，６２の内周面を放射方向に押し広げようとする力が作用したとき、前記リブ５５が支えとなって、第１，第２フランジ５６，５７に歪みが生じにくい。また、フランジ部材５１の取付部６５，６６がリブ５５の外側に位置するため、バンパーリインフォース及びサイドメンバーとの取り付けが行いやすい。
前記バンパーステイ５０において、軸部材５２の拡開部６３，６４が、第１，第２フランジ５２，５３の中央部５６，５７に当接していないことによる作用効果上の不利益はほとんどなく、一方、製造上の観点からは、中央部５６，５７に当接させない程度の小さい電磁成形力で成形できるという利点がある。これにより電磁成形時に軸部材５２が拡管して穴６１，６２の内周面を放射方向に押し広げようとする力を低減し、第１，第２フランジ５２，５３の歪みを抑えることができる。また、電磁成形用コイル体に過大な電気エネルギーを投入しなくて済むので、該電磁成形用コイル体や制御装置等の寿命を延ばすこともできる。
【００２３】
図８に別の形態のバンパーステイ７０を示す。このバンパーステイ７０も、バンパーリインフォースの傾斜した端部取付箇所（図１５参照）に配置されるもので、フランジ部材７１と軸部材７２からなる。
フランジ部材７１は、それぞれアルミニウム合金押出材からなる２つの板状部材７３，７４（図９，１０参照）を組み合わせて構成したものであり、板状の第１フランジ７５、第２フランジ７６及びこれらを連結するリブ７７からなる。第１フランジ７５は段差を有し、中央部７８がバンパーリインフォースに当接する取付部７９より後退した位置にあり、いずれも平板状の中央部７８と外側の取付部７９が互いに平行で、傾斜部８１でつながれ、前記中央部７８に軸部材７２を取り付けるための穴８２が形成されている。第２フランジ７６には段差がなく、全体がサイドメンバーに当接する取付部に相当し、そのほぼ中央に軸部材７２を取り付けるためのバーリング穴８３が形成されている。また、バーリング穴８３の周囲には穴フランジ８０が形成されている。穴８２，８３は、いずれも第２フランジ７６に対し垂直な方向にみたとき円形をなす（穴８２は中央部７８に対し垂直な方向にみたとき若干楕円形をなす）。
【００２４】
フランジ部材７１を構成する一方の部材７３は、図９にも示すように、段差のある板状部材であり、外側部８４と、傾斜部８５を介して後退した位置にある前記中央部７８からなり、該中央部７８に前記穴８２が形成されている。また、中央部７８に作業用穴８６及び作業用切り欠き８７、外側部８４にボルト穴８８（バンパーリインフォース取付用）が形成されている。フランジ部材７２を構成する他方の部材７４は、図１０にも示すように、一方の端部に形成された外側部８９と、傾斜部９１及び前記第２フランジ７６からなり、該第２フランジ７６に前記バーリング穴８３が形成されている。また、第２フランジ７６にボルト穴９２（サイドメンバー取付用）、外側部８９にボルト穴９３が形成されている。
前記部材７３，７４を組み合わせてフランジ部材７１を構成したとき、外側部８４と外側部８９が重なって前記取付部７９（図８において左側の取付部７９）となり、傾斜部８５と傾斜部９１の上端部が重なって前記傾斜部８１（図８において左側の傾斜部８１）となり、部材７４の傾斜部９１は前記リブ７７となる。作業用穴８６と作業用切り欠き８７はちょうどサイドメンバー取付用のボルト穴９２に対応する位置にきて、工具を差し入れてボルト締めができるようになっている。また、ボルト穴８８とボルト穴９３が重なり、図８に示すように、ここにスタッドボルト９４が打ち込まれている。
【００２５】
軸部材７２は、図８に示すように、各端部が穴８２，８３に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴８２，８３の内周面に密着し、かつ第１フランジ７５側では、穴８２から前方側に突出した部分が放射方向にフランジ状に拡開して（拡開部９５）、全周的に中央部７８に当接し、第２フランジ７６側では、軸部材７２の端部が前記バーリング穴８３の内周面に密着し該バーリング穴８３に沿って放射方向に拡開し（拡開部９６）、さらに、第１，第２フランジ７５，７６に挟まれた部分が電磁成形による拡管により放射方向に張り出している（張出部９７）。このように、軸部材７２は、両端部が穴８２，８３の内周面に密着し、同時に拡開部９５，９６と張出部９７が第１フランジ７５の中央部７８及び第２フランジ７６を挟んだかたちで、前記第１，第２フランジ７５，７６に固定されている。また、第１フランジ７５には段差があり、段差のない第２フランジ７６側では拡開部９６がバーリング穴８３から前方に突出していない。従って、軸部材７２の先端は第１，第２フランジ７５，７６の取付部（取付部７９と第２フランジ７６自体）より後方側（内側）に位置している。
【００２６】
フランジ部材７１に軸部材７２を固定してバンパーステイ７０を製造する方法を図１１に示す。フランジ部材７１の第１，第２フランジ７５，７６に形成した穴８２，バーリング穴８３に、軸素材９０の各端部を嵌挿し、第１フランジ７５側では先端を前方側に突出させる（図１１の仮想線参照）。軸素材９０は円形断面のアルミニウム合金押出材からなり、一端が軸方向に垂直な面で切断され、他端がその面から傾斜した面に沿って切断され、前記一端の切断面が第２フランジ７６に平行、前記他端の切断面が第１フランジ７５の中央部７８に平行（穴８２からの突出長さが周方向に均一）になるように穴８２，８３内に配置される。
この状態で軸素材９０をフランジ部材７１に対して位置決めし、軸素材９０内に電磁成形用コイル体９８を挿入し、フランジ部材７１の開口側に変形防止用の治具９９を挿入し、電気エネルギーを投入して、電磁成形を行い、軸素材９０を放射方向に拡径する。これにより、先に説明したバンパーステイ７０を得ることができる。
【００２７】
このバンパーステイ７０では、フランジ部材７１を２つの板状の部材７３，７４により構成したが、これにより、一体型のフランジ部材（例えばフランジ部材２１）に比べて、穴開けがしやすいという利点がある。穴開けは第１フランジ側、第２フランジ側とも、各フランジに対して穴の軸線が垂直になるように行われるが、一体型のフランジ部材の場合、両フランジの間に治具を位置決めする必要があるなど、余分な手間が掛かる。特に、中空部材２１のように、第１フランジ２３の穴２９と第２フランジ２４の穴３４の軸線が異なる場合は、上下の穴開けが一度にできないという問題がある。これに対し、フランジ部材７１の場合、各部材７３，７４が板状断面であるので、穴開けが容易である。また、押出成形も容易であり、板をプレス加工して成形できるという利点もある。
【００２８】
図１２に別の形態のバンパーステイ１００を示す。このバンパーステイ１００も、バンパーリインフォースの傾斜した端部取付箇所（図１５参照）に配置されるもので、フランジ部材１０１（フランジ部材７１と同じく２つの部材１０３，１０４からなる）と軸部材１０２からなる。このバンパーステイ１００は、第１，第２フランジ１０５，１０６に形成された穴が、いずれも前方側からバーリング加工されたバーリング穴１０７，１０８である点で、バンパーステイ７０と異なる。各バーリング穴１０７，１０８の周囲にはそれぞれ穴フランジ１０９，１１０が形成されている。
【００２９】
軸部材１０２は、、各端部がバーリング穴１０７，１０８に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記バーリング穴１０７，１０８の内周面に密着し、前記バーリング穴１０７，１０８に沿って放射方向に拡開し（拡開部１１１，１１２）、さらに、第１，第２フランジ１０５，１０６に挟まれた部分が電磁成形による拡管により放射方向に張り出している（張出部１１３）。第１フランジ１０５側では、軸部材１０２の先端はバーリング穴１０７から前方側（外側）に突出しているが、第１フランジ１０５は段差を有し、バーリング穴１０７が形成された中央部１１４がバンパーリインフォースに当接する取付部１１５より後退した位置にあるため、前記取付部１１５より後方側（内側）に位置している。また、段差のない第２フランジ１０４側では、前記バンパーステイ７０における拡開部９６と同様に、軸部材１０２の先端はバーリング穴１０６から前方（外側）に突出していない。
【００３０】
図１３（ｂ）に、前記バンパーステイ１００における部材１０３の変形例として、部材１１６を示す。部材１１６では、中央部１１７に形成されたバーリング穴の周囲に穴フランジ１１８が形成され、該穴フランジ１１８に複数個の縦方向のスリット１１９が形成されている。スリット１１９を有する穴フランジ１１８は、図１３（ａ）に示すように、部材１１６の中央部１１７に形成された下穴１２０の縁に放射方向にスリット１２１を形成し、次いでこの下穴１２０にバーリング加工を施すことにより成形することができる。このスリット１１９があることにより、バーリング穴に軸素材を嵌挿して電磁成形により拡管したとき、成形された軸部材１０２（図１２参照９）がスリット１１９内に張り出し、軸部材１０２とバーリング穴の固定（特に回り止め）がより確実となる。
【００３１】
図１４は、前記バンパーステイ１００における部材１０３の変形例として、部材１２３とそのバーリング穴の加工法を示すものである。部材１０３では、バーリング加工は中央部７８の面に対して垂直に行われ、穴フランジ１０９の軸も中央部７８の面に対して垂直に形成されていた。これに対し、部材１２３の場合、下穴形成後、図１４に示すようにダイス１２４上に傾斜して置き、その上を板押さえ１２５で押さえ、下穴にポンチ１２６を圧入する。従って、バーリング加工は中央部１２７の面に対して傾斜して行われ、バーリング穴の周囲に形成された穴フランジ１２８の中心軸は中央部１２７の面に対して傾斜している。この傾斜は軸部材（及び軸素材）に対する第１フランジ（中央部１２６）の傾斜と一致するように、すなわち、穴フランジ１２７の中心軸が軸部材（及び軸素材）の中心軸に対して平行になるように設定される。穴フランジ１２８と軸素材の中心軸の方向が揃うので、電磁成形時に、軸素材をバーリング穴に正確に嵌め込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るバンパーステイの斜視図である。
【図２】そのバンパーステイを構成するフランジ部材の斜視図である。
【図３】そのバンパーステイの製造方法を説明する断面図である。
【図４】図１のＩ−Ｉ断面図である。
【図５】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図６】本発明に係る別のバンパーステイの断面図である。
【図７】図６のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図８】本発明に係るさらに別のバンパーステイの斜視図である。
【図９】そのバンパーステイのフランジ部材部材を構成する一方の部材の平面図である。
【図１０】そのバンパーステイのフランジ部材を構成する他方の部材の平面図である。
【図１１】そのバンパーステイの製造方法を説明する断面図である。
【図１２】本発明に係るさらに別のバンパーステイの断面図である。
【図１３】図１２に示すバンパーステイのフランジ部材を構成する部材の別の形態のもののバーリング加工前の平面図（ａ）、及びバーリング加工後の側面図（ｂ）である。
【図１４】図１２に示すバンパーステイのフランジ部材を構成する部材の別の形態のものの断面図である。
【図１５】種々のタイプ（型）のバンパーステイを説明する図である。
【符号の説明】
【００３３】
２０，５０，７０，１００ バンパーステイ
２１，５１，７１，１０１ フランジ部材
２２，５２，７２，１０２ 軸部材
２３，５３，７５，１０５ 第１フランジ
２４，５４，７６，１０６ 第２フランジ
２５，５５，７５ リブ
２９，３４、６１，６２，８２ 穴
３７，３８，６３，６４，９５，９６，１１１，１１２ 拡開部
３９，９７，１１３ 張出部
７３，７４，１０３，１０４，１１６，１２３ 板状部材
８０，１０９，１１８，１２８ 穴フランジ
８３，１０７ バーリング穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
他部材の被取付部に当接する取付部を有するフランジと、管状のアルミニウム合金押出材からなり端部が前記フランジに固定された軸部材により構成され、前記フランジに穴が形成され、前記軸部材の端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴の内周面に密着し、かつ前記軸部材の先端が前記フランジの穴から前方側に突出して放射方向に拡開し、さらに前記フランジの前記穴が形成された箇所が前記取付部より後退した位置にあり、かつ前記軸部材の先端が前記フランジの取付部と同一面上又はそれより後方側に位置することを特徴とする接続構造体。
【請求項２】
前記穴が前方側からバーリング加工されたバーリング穴であることを特徴とする請求項１に記載された接続構造体。
【請求項３】
他部材の被取付部に当接する取付部を有するフランジと、管状のアルミニウム合金押出材からなり端部が前記フランジに固定された軸部材により構成され、前記フランジに穴が形成され、前記穴が前方側からバーリング加工されたバーリング穴であり、前記軸部材の端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記バーリング穴の内周面に密着し、かつ前記内周面に沿って放射方向に拡開し、さらに前記軸部材の先端が前記バーリング穴より前方に突出せず、前記フランジの取付部と同一面上又はそれより後方側に位置することを特徴とする接続構造体。
【請求項４】
それぞれ他部材の被取付部に当接する取付部を有し互いに間隔を開けて配置された一対のフランジと、管状のアルミニウム合金押出材からなり各端部が各フランジに固定された軸部材により構成され、各フランジに穴が形成され、前記軸部材の各端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴の内周面に密着し、さらに少なくとも一方のフランジにおいて、前記穴が形成された箇所が前記取付部より後退した位置にあり、前記軸部材の先端が前記一方のフランジに形成された穴から前方側に突出して電磁成形により放射方向に拡開し、かつ前記軸部材の先端が前記一方のフランジの取付部と同一面上又はそれより後方側に位置することを特徴とする接続構造体。
【請求項５】
前記一方のフランジに形成された穴が前方側からバーリング加工されたバーリング穴であることを特徴とする請求項４に記載された接続構造体。
【請求項６】
それぞれ他部材の被取付部に当接する取付部を有し互いに間隔を開けて配置された一対のフランジと、管状のアルミニウム合金押出材からなり各端部が各フランジに固定された軸部材により構成され、各フランジに穴が形成され、前記軸部材の各端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴の内周面に密着し、さらに少なくとも一方のフランジにおいて、前記穴が前方側からバーリング加工されたバーリング穴であり、前記軸部材の端部が前記バーリング穴の内周面に沿って放射方向に拡開し、かつ前記軸部材の先端が前記バーリング穴より前方に突出せず、前記フランジの取付部と同一面上又はそれより後方側に位置することを特徴とする接続構造体。
【請求項７】
それぞれ他部材の被取付部に当接する取付部を有し互いに間隔を開けて配置された一対のフランジ、及び両フランジを連結する１つのリブからなるフランジ部材と、管状のアルミニウム合金押出材からなり各端部が各フランジに固定された軸部材により構成され、各フランジに穴が形成され、前記軸部材の各端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴の内周面に密着し、さらに少なくとも一方のフランジにおいて、前記穴が形成された箇所が前記取付部より後退した位置にあり、前記軸部材の先端が前記一方のフランジに形成された穴から前方側に突出して電磁成形により放射方向に拡開し、かつ前記軸部材の先端が前記一方のフランジの取付部と同一面上又はそれより後方側に位置することを特徴とする接続構造体。
【請求項８】
前記一方のフランジに形成された穴が前方側からバーリング加工されたバーリング穴であることを特徴とする請求項７に記載された接続構造体。
【請求項９】
それぞれ他部材の被取付部に当接する取付部を有し互いに間隔を開けて配置された一対のフランジ、及び両フランジを連結する１つのリブからなるフランジ部材と、管状のアルミニウム合金押出材からなり各端部が各フランジに固定された軸部材により構成され、各フランジに穴が形成され、前記軸部材の各端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴の内周面に密着し、さらに少なくとも一方のフランジにおいて、前記穴が前方側からバーリング加工されたバーリング穴であり、前記軸部材の端部が前記バーリング穴の内周面に沿って放射方向に拡開し、かつ前記軸部材の先端が前記バーリング穴より前方に突出せず、前記フランジの取付部と同一面上又はそれより後方側に位置することを特徴とする接続構造体。
【請求項１０】
前記軸部材の前記フランジの穴より後方側が電磁成形による拡管により放射方向に張り出していることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載された接続構造体。
【請求項１１】
前記軸部材の両フランジに挟まれた部分が電磁成形による拡管により放射方向に張り出していることを特徴とする請求項４〜９のいずれかに記載された接続構造体。
【請求項１２】
前記フランジが、長さ方向に垂直な面内での断面形状が同一なアルミニウム合金形材からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載された接続構造体。
【請求項１３】
前記フランジが押出材からなることを特徴とする請求項１２に記載された接続構造体。
【請求項１４】
前記フランジ部材が、長さ方向に垂直な面内での断面形状が同一なアルミニウム合金形材からなることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載された接続構造体。
【請求項１５】
前記フランジ部材が押出材からなることを特徴とする請求項１４に記載された接続構造体。
【請求項１６】
前記フランジ部材が複数個の部材を組み合わせてなることを特徴とする請求項７〜９，１４，１５のいずれかに記載された接続構造体。
【請求項１７】
前記フランジの前記穴が形成された箇所が、前記軸部材の軸方向に対し垂直な面から傾斜していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された接続構造体。
【請求項１８】
前記両フランジの少なくとも一方において、前記穴が形成された箇所が、前記軸部材の軸方向に対し垂直な面から傾斜していることを特徴とする請求項４〜９のいずれかに記載された接続構造体。
【請求項１９】
前記接続構造体がバンパーステイであって、前記フランジが車体の上下方向に垂直な面内での断面形状が実質的に同一なアルミニウム合金形材からなり、バンパーリインフォースがいずれか一方のフランジの取付部に固定され、サイドメンバが他方のフランジの取付部に固定されることを特徴とする請求項４〜９のいずれかに記載された接続構造体。
【請求項１】
他部材の被取付部に当接する取付部を有するフランジと、管状のアルミニウム合金押出材からなり端部が前記フランジに固定された軸部材により構成され、前記フランジに穴が形成され、前記軸部材の端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴の内周面に密着し、かつ前記軸部材の先端が前記フランジの穴から前方側に突出して放射方向に拡開し、さらに前記フランジの前記穴が形成された箇所が前記取付部より後退した位置にあり、かつ前記軸部材の先端が前記フランジの取付部と同一面上又はそれより後方側に位置することを特徴とする接続構造体。
【請求項２】
前記穴が前方側からバーリング加工されたバーリング穴であることを特徴とする請求項１に記載された接続構造体。
【請求項３】
他部材の被取付部に当接する取付部を有するフランジと、管状のアルミニウム合金押出材からなり端部が前記フランジに固定された軸部材により構成され、前記フランジに穴が形成され、前記穴が前方側からバーリング加工されたバーリング穴であり、前記軸部材の端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記バーリング穴の内周面に密着し、かつ前記内周面に沿って放射方向に拡開し、さらに前記軸部材の先端が前記バーリング穴より前方に突出せず、前記フランジの取付部と同一面上又はそれより後方側に位置することを特徴とする接続構造体。
【請求項４】
それぞれ他部材の被取付部に当接する取付部を有し互いに間隔を開けて配置された一対のフランジと、管状のアルミニウム合金押出材からなり各端部が各フランジに固定された軸部材により構成され、各フランジに穴が形成され、前記軸部材の各端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴の内周面に密着し、さらに少なくとも一方のフランジにおいて、前記穴が形成された箇所が前記取付部より後退した位置にあり、前記軸部材の先端が前記一方のフランジに形成された穴から前方側に突出して電磁成形により放射方向に拡開し、かつ前記軸部材の先端が前記一方のフランジの取付部と同一面上又はそれより後方側に位置することを特徴とする接続構造体。
【請求項５】
前記一方のフランジに形成された穴が前方側からバーリング加工されたバーリング穴であることを特徴とする請求項４に記載された接続構造体。
【請求項６】
それぞれ他部材の被取付部に当接する取付部を有し互いに間隔を開けて配置された一対のフランジと、管状のアルミニウム合金押出材からなり各端部が各フランジに固定された軸部材により構成され、各フランジに穴が形成され、前記軸部材の各端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴の内周面に密着し、さらに少なくとも一方のフランジにおいて、前記穴が前方側からバーリング加工されたバーリング穴であり、前記軸部材の端部が前記バーリング穴の内周面に沿って放射方向に拡開し、かつ前記軸部材の先端が前記バーリング穴より前方に突出せず、前記フランジの取付部と同一面上又はそれより後方側に位置することを特徴とする接続構造体。
【請求項７】
それぞれ他部材の被取付部に当接する取付部を有し互いに間隔を開けて配置された一対のフランジ、及び両フランジを連結する１つのリブからなるフランジ部材と、管状のアルミニウム合金押出材からなり各端部が各フランジに固定された軸部材により構成され、各フランジに穴が形成され、前記軸部材の各端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴の内周面に密着し、さらに少なくとも一方のフランジにおいて、前記穴が形成された箇所が前記取付部より後退した位置にあり、前記軸部材の先端が前記一方のフランジに形成された穴から前方側に突出して電磁成形により放射方向に拡開し、かつ前記軸部材の先端が前記一方のフランジの取付部と同一面上又はそれより後方側に位置することを特徴とする接続構造体。
【請求項８】
前記一方のフランジに形成された穴が前方側からバーリング加工されたバーリング穴であることを特徴とする請求項７に記載された接続構造体。
【請求項９】
それぞれ他部材の被取付部に当接する取付部を有し互いに間隔を開けて配置された一対のフランジ、及び両フランジを連結する１つのリブからなるフランジ部材と、管状のアルミニウム合金押出材からなり各端部が各フランジに固定された軸部材により構成され、各フランジに穴が形成され、前記軸部材の各端部が前記穴に嵌挿され、電磁成形により拡管して前記穴の内周面に密着し、さらに少なくとも一方のフランジにおいて、前記穴が前方側からバーリング加工されたバーリング穴であり、前記軸部材の端部が前記バーリング穴の内周面に沿って放射方向に拡開し、かつ前記軸部材の先端が前記バーリング穴より前方に突出せず、前記フランジの取付部と同一面上又はそれより後方側に位置することを特徴とする接続構造体。
【請求項１０】
前記軸部材の前記フランジの穴より後方側が電磁成形による拡管により放射方向に張り出していることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載された接続構造体。
【請求項１１】
前記軸部材の両フランジに挟まれた部分が電磁成形による拡管により放射方向に張り出していることを特徴とする請求項４〜９のいずれかに記載された接続構造体。
【請求項１２】
前記フランジが、長さ方向に垂直な面内での断面形状が同一なアルミニウム合金形材からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載された接続構造体。
【請求項１３】
前記フランジが押出材からなることを特徴とする請求項１２に記載された接続構造体。
【請求項１４】
前記フランジ部材が、長さ方向に垂直な面内での断面形状が同一なアルミニウム合金形材からなることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載された接続構造体。
【請求項１５】
前記フランジ部材が押出材からなることを特徴とする請求項１４に記載された接続構造体。
【請求項１６】
前記フランジ部材が複数個の部材を組み合わせてなることを特徴とする請求項７〜９，１４，１５のいずれかに記載された接続構造体。
【請求項１７】
前記フランジの前記穴が形成された箇所が、前記軸部材の軸方向に対し垂直な面から傾斜していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された接続構造体。
【請求項１８】
前記両フランジの少なくとも一方において、前記穴が形成された箇所が、前記軸部材の軸方向に対し垂直な面から傾斜していることを特徴とする請求項４〜９のいずれかに記載された接続構造体。
【請求項１９】
前記接続構造体がバンパーステイであって、前記フランジが車体の上下方向に垂直な面内での断面形状が実質的に同一なアルミニウム合金形材からなり、バンパーリインフォースがいずれか一方のフランジの取付部に固定され、サイドメンバが他方のフランジの取付部に固定されることを特徴とする請求項４〜９のいずれかに記載された接続構造体。
【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】
【公開番号】特開２００６−１１０６０９（Ｐ２００６−１１０６０９Ａ）
【公開日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３０２５７４（Ｐ２００４−３０２５７４）
【出願日】平成１６年１０月１８日（２００４．１０．１８）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【公開日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月１８日（２００４．１０．１８）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
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