车辆用构造部件的制造方法与流程

本发明涉及保险杠加强件、地板支撑件(floor brace)、塔架棒(tower bar)、车架横梁等中空的车辆用构造部件，尤其涉及使用中空挤压型材来制造宽度尺寸在纵长方向上不同的车辆用构造部件的技术。

背景技术：

已知使用具有一对侧板和连结该侧板的多个连结板的四边形封闭截面的纵长形状的中空挤压型材，来制造使所述一对侧板的互相的间隔即宽度尺寸在纵长方向上不同的车辆用构造部件的技术。专利文献1所记载的车辆用构造部件的制造方法就是这样的一例，通过在截面为矩形的中空挤压型材的一对连结板设置缺口等易弯曲形状部、并利用冲压对一对侧板进行按压，从而局部地使连结板弯曲变形而压溃。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-174047号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

然而，在这样地设置缺口等易弯曲形状部并将其压溃的情况下，若原来的中空挤压型材的宽度尺寸小且如铝那样为了获得预定的强度而使壁厚变厚，则即使设置缺口等易弯曲形状部也难以使连结板适当地弯曲变形，有可能会产生破裂或破损。另外，若欲在一对侧板之间留有空间的状态下成形，则难以细致地设定其压溃形状。

本发明是以以上的情形为背景做出的，其目的在于，即使对于具有宽度尺寸比较小的部位的车辆用构造部件，也能够使用中空挤压型材来适当地进行制造，并且能够在一对侧板之间具有空间的状态下以高精度细致地设定宽度尺寸。

用于解决问题的技术方案

为了达到上述目的，第1发明是使用具有一对侧板和连结该侧板的多个连结板的四边形封闭截面的纵长形状的中空挤压型材，来制造所述一对侧板的彼此的间隔即宽度尺寸在纵长方向上不同的车辆用构造部件的方法，其特征在于，具有：(a)挤压成形工序，其利用挤压成形来制造将所述多个连结板都被设成弯折形状的所述中空挤压型材；和(b)扩宽工序，其以使所述弯折形状的所述连结板平坦地延展的方式，将所述一对侧板的彼此的间隔在所述纵长方向上局部扩大而扩大所述宽度尺寸。

第2发明，在第1发明的车辆用构造部件的制造方法的基础上，其特征在于，在所述扩宽工序中，在所述一对侧板的一方形成贯通孔，向该贯通孔内插入冲头，并且在保持了该一方的侧板的状态下使该冲头抵接于另一方的侧板并利用冲压使所述一对侧板彼此分开，由此扩大所述宽度尺寸。

第3发明，在第1发明或第2发明的车辆用构造部件的制造方法的基础上，其特征在于，所述连结板在中间部分具备相对于所述一对侧板呈垂直姿势的垂直部，在该垂直部的两侧的两个部位设置有弯折部。

发明的效果

根据这样的车辆用构造部件的制造方法，利用挤压成形来制造将多个连结板都被设为弯折形状的中空挤压型材，并且以使该弯折形状的连结板平坦地延展的方式，在纵长方向上局部扩大一对侧板的彼此的间隔从而扩大宽度尺寸，所以即使对于宽度窄部分的宽度尺寸比较小的车辆用构造部件，也能够使用中空挤压型材来进行适当地制造。另外，由于扩大一对侧板的间隔从而扩大宽度尺寸，所以例如能够通过向模具的成形面等按压扩宽来以高精度细致地设定扩宽形状。

在第2发明中，在一对侧板的一方形成贯通孔，向该贯通孔内插入冲头，并且在保持了该一方的侧板的状态下使冲头抵接于另一方的侧板并利用冲压使所述一对侧板彼此分开从而扩大宽度尺寸，所以与利用液压成形等扩宽的情况相比能够用简单的设备来廉价地制造。

在第3发明中，连结板在中间部分具备相对于一对侧板呈垂直姿势的垂直部，在该垂直部的两侧的两个部位设置有弯折部，所以与弯折部为一个部位的L字形状的连结板相比，扩宽时的各弯折部中的角度变化小，可抑制因延展变形时的加工硬化等导致的损伤并可进一步适当地抑制破裂、破损等。另外，由于具备相对于侧板呈垂直姿势的垂直部，所以例如在车辆碰撞时等施加了使一对侧板接近的载荷的情况下，利用该垂直部可适当地承受住载荷，并且能够利用该垂直部的变形来适当地吸收载荷从而缓和冲击。

附图说明

图1是示出按照本发明方法制造的车辆用保险杠加强件的图，在向车辆配设的状态下从上方看到的俯视图。

图2是图1的车辆用保险杠加强件的两个部位的剖视图，(a)是图1中的IA-IA向视部分、即宽度尺寸比较窄的宽度窄部分剖视图，(b)是图1中的IB-IB向视部分、即宽度尺寸比较宽的宽度宽部分剖视图。

图3是说明图1的车辆用保险杠加强件的制造工序的工序图，都是与图1对应的俯视图。

图4是对在图3的冲压扩宽工序中利用冲压扩大中空挤压型材的端部的宽度尺寸的工序进行具体说明的剖视图。

图5是对车辆与碰撞障碍物的重叠小的微小重叠的错位碰撞进行说明的俯视图。

图6是说明按照本发明方法制造的车辆用保险杠加强件的另一例子的图，(a)、(b)是分别与图2的(a)、(b)对应的剖视图。

图7是说明按照本发明方法制造的车辆用保险杠加强件的又一例子的图，(a)、(b)是分别与图2的(a)、(b)对应的剖视图。

图8是按照本发明方法制造的车辆用保险杠加强件的又一例子的图，(a)、(b)是分别与图2的(a)、(b)对应的剖视图。

图9是说明按照本发明方法制造的车辆用保险杠加强件的又一例子的图，(a)、(b)是分别与图2的(a)、(b)对应的剖视图。

图10是对在图9的实施例中冲压扩宽工序中利用冲压扩大中空挤压型材的宽度尺寸的工序进行具体说明的剖视图。

图11是对与到纵长方向的端部为止为恒定的宽度尺寸的车辆用保险杠加强件有关的微小重叠的错位碰撞进行说明的、与图5对应的俯视图。

具体实施方式

本发明适合应用于使用中空挤压型材来制造车辆用保险杠加强件、地板支撑件、塔架棒、车架横梁等中空的车辆用构造部件的情况。中空挤压型材是铝、铝合金或者其他金属的四边形的挤压型材。连结板具有与一对侧板一起构成四边形封闭截面的一对外侧连结板，但也可以在内部与中空挤压型材的轴向平行地设置加强用等的肋(隔板)来作为连结板。也可以是，在中空挤压型材中，在一对侧板中的至少一方的侧板的两侧部设置向外突出的凸缘，在扩宽工序时保持该凸缘并使另一方的侧板离开。

优选一对侧板彼此大致平行，但即使在与轴向呈直角的截面上一方相对于另一方倾斜也是可以的。扩大宽度尺寸的部位，可以是车辆用构造部件的纵长方向上的端部也可以是纵长方向上的中央部分等的各种形态，可根据车辆用构造部件的形状、要求强度等来适当地确定。也可以对纵长方向上的多个部位进行扩宽。

连结板的弯折形状例如适合采用如下形状：在中间部分具有相对于一对侧板呈垂直姿势的垂直部，在该垂直部的两侧的两个部位设置弯折部，但也可以采用弯折部为一个部位的L字形状的连结板，可以是弯曲形状，也可以设置三处以上的弯折部等，可以是各种形态。该弯折形状的连结板在扩宽工序中延展得平坦，但难以完全地延展得平坦，只要使弯折的程度变小地进行扩宽即可。在扩宽工序中，例如通过冲压等使一对侧板分开即可，但也可以通过按压连结板的弯折部而使其平坦化来扩大一对侧板的宽度尺寸。也可以在按压弯折部使其平坦化的同时通过冲压等使一对侧板分开。该扩宽工序优选针对直线状的中空挤压型材进行，但例如对于像车辆用保险杠加强件那样对作为目的的最终形状的整体弯曲、或局部折弯的车辆用构造部件，也可以在使中空挤压型材弯曲成形为预定形状后进行扩宽工序从而局部扩宽宽度尺寸。

在第2发明中，在一方的侧板形成贯通孔，插入冲头并通过冲压进行扩宽，但在实施第1发明时，例如不设置贯通孔而是施加内压地通过液压成形进行扩宽、或保持设置于一对侧壁的两侧部的凸缘并通过冲压进行拉伸扩宽、从纵长方向上的端部的开口插入滑动模等来使一对侧板彼此分开等，可以采用各种形态。

实施例

以下，参照附图详细地对本发明的实施例进行说明。此外，以下的实施例中的各部分尺寸、尺寸比、角度、壁厚等不一定必须准确地表示出。

图1是示出前侧的车辆用保险杠加强件10的图，是在向车辆配设的状态下从上方看到的概略俯视图。该车辆用保险杠加强件10在图1的左右方向即车宽方向上形成为长的纵长形状，并且在图1所示的俯视下形成为车宽方向上的中央部分向车辆前侧鼓出的平滑的弯曲形状。并且，在车宽方向上的两端向车体侧平缓地后退的一对倾斜端部12处，分别经由冲撞盒16固定于车体侧部件即左右的纵梁18。该车辆用保险杠加强件10构成为左右对称，左右的冲撞盒16以及纵梁18也构成为大致左右对称。另外，在车辆用保险杠加强件10的外侧即车辆前侧，配设有合成树脂制的保险杠20。车辆用保险杠加强件10是车辆用构造部件的一例。

上述车辆用保险杠加强件10形成为四边形封闭截面的中空形状，图2(a)是图1中的IA-IA向视部分、即宽度尺寸W1比较窄的宽度窄部分剖视图，图2(b)是图1中的IB-IB向视部分、即宽度尺寸W2比较宽的宽度宽部分剖视图。根据这些剖视图可知，由位于车辆的外侧(前侧)的外侧板22以及位于车体侧的内侧板24、以及连结上述外侧板22、内侧板24的上下的端部的上连结板26和下连结板28，构成整体为大致矩形(实施例为长方形)的四边形封闭截面。另外，在上连结板26与下连结板28之间设置有一对加强用的肋(隔板)30、32，该肋(隔板)30、32连结外侧板22和内侧板24。该车辆用保险杠加强件10是铝的挤压成形品，上述外侧板22、内侧板24、上连结板26、下连结板28、肋30、32构成为一体，除了纵长方向上的两端的倾斜端部12以外其他为与图2(a)所示的截面形状大致相同的一定的截面形状，在倾斜端部12扩大外侧板22与内侧板24之间的间隔即宽度尺寸W2而设成宽度宽。肋30、32与上连结板26、下连结板28一起构成多个连结板。

上述外侧板22和内侧板24形成为在车辆宽度方向上平滑地弯曲的大致平板形状，以大致铅垂的姿势设置成彼此大致平行。上连结板26、下连结板28、肋30、32分别在中间部分具备相对于外侧板22、内侧板24呈大致垂直姿势的大致水平的垂直部34，并且形成为在该垂直部34的两侧的两个部位设置有弯折部36、38的弯折形状。具体而言，上连结板26和下侧的肋32被设成如下大致相同的截面形状：垂直部34以向下方平行移动的方式移位，比一对弯折部36、38靠前侧和后侧的部分分别被设为向斜上方延伸的倾斜部并连结于外侧板22、内侧板24。另外，下连结板28和上侧的肋30被设成如下大致相同的截面形状：垂直部34以向上方平行移动的方式移位，比一对弯折部36、38靠前侧和后侧的部分分别被设为向斜下方延伸的倾斜部并连结于外侧板22、内侧板24。

在图2(a)所示的宽度窄部分和(b)所示的宽度宽部分中，根据上述上连结板26、下连结板28、肋30、32的弯折的程度的不同而使宽度尺寸W1、W2不同，沿着这些弯折形状的长度尺寸与宽度尺寸W1、W2的不同无关地大致相同。即，在图2(b)的宽度宽部分中，上连结板26、下连结板28、肋30、32分别被延展而变得平坦，弯折部36、38的弯折角度被扩大，与此相应地外侧板22相对于内侧板24向车辆前侧突出。在这样地在倾斜端部12使外侧板22相对于内侧板24向车辆前侧突出时，根据图5可知外侧板22相对于车辆的行进方向成为大致直角，可适当地获得冲撞盒16的冲击吸收性能。图5是示出使车辆的右侧前部以预定的车速V1与具有碰撞面42的碰撞障碍物40碰撞的错位碰撞的俯视图，在碰撞障碍物40与车辆用保险杠加强件10的重叠(车辆宽度方向上的重叠)小的微小重叠的情况下，碰撞部位中的外侧板22相对于车辆行进方向为大致直角，所以从碰撞障碍物40输入的载荷F成为与车辆前后方向大致平行，冲撞盒16变成适当地沿着轴向压缩变形，可获得预定的冲击吸收性能。

与此相对，在像图11所示的车辆用保险杠加强件200那样使外侧板22与内侧板24之间的宽度尺寸恒定为W1的情况下，相应于外侧板22的倾斜而输入载荷F成为朝向车辆的内侧，所以会产生该输入载荷F的车宽方向分力，在冲撞盒16会产生朝向车辆的内侧(左旋)的力矩M而使得冲撞盒16容易倒向内侧，有损冲击吸收性能。

另外，在本实施例的车辆用保险杠加强件10中，连结外侧板22和内侧板24的上连结板26、下连结板28、肋30、32都在中间部分具备相对于上述的侧板22、24呈垂直姿势的垂直部34，所以在车辆碰撞时在输入载荷F的作用下外侧板22接近内侧板24的情况下，利用该垂直部34可适当地承受住输入载荷F，并且能够利用该垂直部34的变形来适当地吸收输入载荷F从而缓和冲击。

接下来，基于图3所示的制造工序的工序图对如上所述构成的车辆用保险杠加强件10的制造方法的一例进行说明。图3(a)～(d)都是与所述图1对应的俯视图，(a)为挤压成形工序，使用铝材料通过挤压成形来制造在全长范围内具有与所述图2(a)相同的一定的四边形封闭截面的直线状的中空挤压型材50。图2(a)也是该中空挤压型材50的剖视图、即图3(a)中的IIIA-IIIA向视部分的剖视图。

图3(b)为穿孔工序，在将宽度尺寸扩宽为W2的轴向的两端部的内侧板24处，利用激光加工或者由冲压实现的冲孔加工等形成贯通孔52(参照图4)。该贯通孔52如图10的剖视图所示在上连结板26与肋30之间、肋30与肋32之间、肋32与下连结板28之间，分别设置一个或者在中空挤压型材50的纵长方向上分开地设置多个(在图4中各一个)。图10是在外侧板22和内侧板24的各自的两侧部设置有向外延伸出的凸缘104、106的另一实施例，是与图4中的IV-IV向视截面相当的剖视图，但在本实施例中关于贯通孔52也与图10同样地设置。图3(b)所示的箭头P是贯通孔52的开孔位置。

图3(c)为冲压扩宽工序，通过以使中空挤压型材50的两端部的外侧板22离开内侧板24的方式、利用冲压变形使宽度尺寸扩宽至W2，从而形成与宽度宽的倾斜端部12对应的扩宽部54。图4是对该冲压扩宽工序具体说明的图，是以左右方向为中空挤压型材50的纵长方向地示出该中空挤压型材50的一端部的剖视图。在冲压扩宽工序中，首先利用一对模具60、62对中空挤压型材50定位并保持，并且利用凸轮机构等将滑动模64从中空挤压型材50的轴向插入开口的内部，使内侧板24定位于滑动模64与模具60之间的位置并保持。在模具60上以能够在轴向上进退的方式配设有冲头66，将冲头66插入所述贯通孔52内并抵接于外侧板22的内侧面，并且通过使该冲头66进一步突出而向模具62的成形面68按压来使外侧板22变形，从而使外侧板22离开内侧板24而扩宽至所述宽度尺寸W2。由此，如点划线所示形成与成形面68对应的扩宽形状、即宽度尺寸从W1连续地平滑地变化到W2的扩宽部54。

在上述冲压扩宽工序中，对于弯折形状的上连结板26、下连结板28、肋30、32，分别对其弯折形状进行拉伸延展从而如图2(b)所示使之平坦化，通过该平坦化来实现向宽度尺寸W2的扩宽。另外，在上述的上连结板26、下连结板28、肋30、32中，在垂直部34的两侧的两个部位设置有弯折部36、38，所以扩宽时的各弯折部36、38中的角度变化与弯折部为一个部位的情况相比变小，可抑制因延展变形时的加工硬化等而导致的损伤。图4的点划线表示利用冲头66使外侧板22沿着成形面68变形了的状态。在本实施例中，图3(b)的穿孔工序以及(c)的冲压扩宽工序是扩宽工序。此外，图2(b)也是中空挤压型材50的两端部的扩宽部54的剖视图，即图3(c)中的IIIB-IIIB向视部分的剖视图。

之后，使滑动模64后退并且打开模具60、62，取出在两端部设置有宽度尺寸W2的扩宽部54的中空挤压型材50。然后，在(d)弯曲成形工序中通过利用冲压弯曲成形为弯曲形状，可制造出作为目的的车辆用保险杠加强件10。此外，也可以在(d)弯曲成形工序后进行(b)穿孔工序和/或(c)冲压扩宽工序。

在此，根据这样的本实施例的车辆用保险杠加强件10的制造方法，利用挤压成形制造对外侧板22和内侧板24进行连结的上连结板26、下连结板28、肋30、32都被设成弯折形状的中空挤压型材50，并且以使该上连结板26、下连结板28、肋30、32延展而变得平坦的方式，使中空挤压型材50的纵长方向上的两端部的外侧板22分别局部离开内侧板24而扩宽至宽度尺寸W2，所以即使对于纵长方向上的中间部分的宽度窄部分的宽度尺寸W1比较小的车辆用保险杠加强件10，也能够使用中空挤压型材50在抑制破裂、破损等的同时适当地进行制造。

另外，由于使外侧板22局部离开内侧板24，向模具62的成形面68按压并扩宽至宽度尺寸W2，所以利用该成形面68能够以高精度细致地设定扩宽形状。

另外，在对中空挤压型材50局部扩宽时，在应该扩宽的端部的内侧板24形成贯通孔52，向该贯通孔52内插入冲头66，并且在滑动模64与模具60之间保持了内侧板24的状态下，使冲头66抵接于外侧板22并利用冲压使内侧板24和外侧板22彼此分开从而扩宽，所以与利用液压成形等扩宽的情况相比能够用简单的设备来廉价地制造。

另外，在对外侧板22和内侧板24进行连结的上连结板26、下连结板28、肋30、32中，在垂直部34的两侧的两个部位设置有弯折部36、38，所以与弯折部为一个部位的L字形状的连结板相比扩宽时的各弯折部36、38处的角度变化小，可抑制因延展变形时的加工硬化等导致的损伤并可进一步适当地抑制破裂、破损等。

另外，上述上连结板26、下连结板28、肋30、32具备相对于外侧板22和内侧板24呈垂直姿势的垂直部34，所以在包括倾斜端部12在内的车辆用保险杠加强件10的全长的范围内、在车辆碰撞时在输入载荷F的作用下外侧板22接近内侧板24的情况下，可利用该垂直部34适当地承受住输入载荷F，并且能够利用该垂直部34的变形适当地吸收输入载荷F从而缓和冲击。

接下来，对本发明的另一实施例进行说明。此外，在以下的实施例中对与所述实施例实质上共通的部分标注同一标号并省略详细的说明。

图6的(a)、(b)是分别与图2的(a)、(b)对应的剖视图，对于该车辆用保险杠加强件70，与所述实施例相比，在上连结板74的垂直部34向上方突出、并且下连结板76的垂直部34向下方突出这一点上不同。对于这样的车辆用保险杠加强件70，也是通过使(a)所示的宽度窄的截面形状的中空挤压型材72的纵长方向上的两端部分别与所述实施例同样地如(b)所示那样扩宽，来形成以使外侧板22离开内侧板24的方式向车辆前侧弯曲的扩宽部54，由该扩宽部54构成倾斜端部12。在本实施例中通过按压使向上下突出的上连结板74和下连结板76的垂直部34以使其彼此接近，也能够以使外侧板22离开内侧板24的方式扩宽。

图7的(a)、(b)是分别与图2的(a)、(b)对应的剖视图，对于该车辆用保险杠加强件80，与所述实施例相比，在上连结板84、下连结板85、肋86、87的截面形状都是在中央附近的一个部位的弯折部88处折弯的大致L字形的弯折形状、而不具备所述垂直部34这一点上不同。这样的车辆用保险杠加强件80，也是通过使(a)所示的宽度窄的截面形状的中空挤压型材82的纵长方向上的两端部分别与所述实施例同样地如(b)所示那样扩宽，来形成以使外侧板22离开内侧板24的方式向车辆前侧弯曲的扩宽部54，由该扩宽部54构成倾斜端部12。

图8的(a)、(b)是分别与图2的(a)、(b)对应的剖视图，对于该车辆用保险杠加强件90，与所述实施例相比，在不具备肋30、32的截面为单纯的大致正方形的方筒形状这一点上不同。对于这样的车辆用保险杠加强件90，也是通过使(a)所示的宽度窄的截面形状的中空挤压型材92的纵长方向上的两端部分别与所述实施例同样地如(b)所示那样扩宽，来形成以使外侧板22离开内侧板24的方式向车辆前侧弯曲的扩宽部54，由该扩宽部54构成倾斜端部12。

图9的(a)、(b)是分别与图2的(a)、(b)对应的剖视图，对于该车辆用保险杠加强件100，与所述实施例相比，在外侧板22和内侧板24的两侧端部分别设置有朝外突出的凸缘104、106这一点上不同。对于这样的车辆用保险杠加强件100，也是通过使(a)所示的宽度窄的截面形状的中空挤压型材102的纵长方向上的两端部分别如(b)所示那样扩宽，来形成以外侧板22离开内侧板24的方式向车辆前侧弯曲的扩宽部54，由该扩宽部54构成倾斜端部12。在本实施例中，在如图10所示利用一对滑动模108、110将内侧板24的两侧的凸缘106保持于该一对滑动模108、110与模具60之间的状态下，通过利用冲头66向成形面68按压外侧板22而使其变形，由此也能够扩宽。在该情况下，不仅能够对中空挤压型材102的纵长方向上的端部局部地扩宽，也能够对包括纵长方向上的中间部分在内的任意的部位局部地扩宽。图10是与图4中的IV-IV向视截面相当的剖视图。

以上，基于附图详细地说明了本发明的实施例，但这些终究只是一实施方式，本发明可以以基于本领域的技术人员的知识加入了各种变更、改良而得到的技术方案来实施。

附图标记说明

10、70、80、90、100：车辆用保险杠加强件(车辆用构造部件)；12：倾斜端部；22：外侧板；24：内侧板；26、74、84：上连结板；28、76、85：下连结板；30、32、86、87：肋(连结板)；34：垂直部；36、38：弯折部；50、72、82、92、102：中空挤压型材；52：贯通孔；54：扩宽部；66：冲头；W1、W2：宽度尺寸。