JP2005262261A - 接合構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】 管素材１３を板状のフランジ１１に形成した穴１２に貫通させて端部１３ａを穴から突出させ、その状態で管素材１３を電磁成形により拡径して、両者を接合する場合において、フランジの内面側にバックアップ用の金型を配置しなくても、フランジのたわみ変形を抑えて接合が行えるようにする。
【解決手段】 フランジ１１の内周部１８を、外周部１９より厚肉にする。管素材１３を電磁成形により拡径すると、突出部１３ａが放射方向外向きに拡開して内周部１８の外面１８ａに当接する軸フランジ１６が形成され、フランジ１１，１１の間では管素材１３が放射方向外側に膨出して張出部１７が形成される。フランジ１１は軸フランジ１６と張出部１７の間に挟まれる。管素材１３の端部１３ａが拡開するとき、フランジ１１の内周部１８に勢いよく打ち当たるが、該内周部１８が厚肉とされているため、そこが内側にたわみ変形するのが抑えられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、アルミニウム合金押出材からなる管状の軸部材とその端部に接合した板状部材からなる接合構造体、例えばバンパーステイ等のフランジ付き軸部材に関する。

管状の軸部材の端部に接合用のフランジが形成されたフランジ付き軸部材、例えばバンパーステイ（縦圧壊型）は、軸部材の端部に板状のフランジを溶接接合して製造される。しかし、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、軸部材及びフランジ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、熱処理による強度の回復には限界があり、また、熱処理工程を付加することによりコストアップが避けられない。

一方、下記特許文献１には、管状の軸部材の周囲を金型で包囲し、金型の端面から前記軸部材の先端部を突出させ、該先端部を電磁成形により瞬間的に拡開して前記金型の端面に打ち付け、軸部材の端部に前記金型の端面に沿った形状のフランジを一体成形することが開示されている。この手段によれば、溶接の熱影響による軟化がなく、むしろ加工硬化により継ぎ手強度が向上するという利点がある。しかし、特に軸部材の径に比べて大径のフランジを形成しようとすれば、アルミニウム合金の種類によってはフランジに割れが入ったり、ボルト締結等に利用されるフランジ周縁部が拡径に伴って薄肉化するという問題が起こり得る。
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り、下記特許文献２〜５及び非特許文献１等にも記載されているように、それ自体公知技術である。

特開２００４−４２０６６号公報 特開昭５８−４６０１号公報 特開平６−３１２２２６号公報 特開平９−１６６１１１号公報 特開２００２−８６２２８号公報 機械技術研究所報告第１５０号「電磁力を利用する塑性加工の研究」（１９９０年３月、機械技術研究所発行）

ところで、前記特許文献４，５には、軸部材を他部材に形成した穴に貫通させ、軸部材を電磁成形により拡径して、他部材と接合する技術が開示されている。この技術を応用すれば、軸部材の先端にフランジが接合したフランジ付き軸部材を製造することが可能である。例えば、図２０（ａ）に示すように、中心に貫通穴２を形成した２個の板状のフランジ１，１を、図示しない手段により所定間隔を開けて位置決めし、この貫通穴２に仮想線で示す素材管３を貫通させ、かつ素材管３の両端部（突出部３ａ）を外側に突出させ、素材管３の内部に図示しない電磁成形用コイルを装入して、電磁成形を行う。これにより、フランジ１の面内では素材管３は拡径して貫通穴２の内面に密着し、フランジ１の外側では突出部３ａが拡開して、その背面が貫通穴２の周囲のフランジ面（外面側）に密着当接し、フランジ１の内側では素材管３は磁場の反発力による拡張力の大きさに応じて膨出し、フランジ１と軸部材４からなるフランジ付き軸部材５が成形される。これにより、フランジ１は貫通穴２の内面が軸部材４に密着し、かつ拡開した軸フランジ６と内側の張出部７に強固に挟まれて、軸部材４に接合される。

図２０（ａ）に示す方法によれば、任意の大きさの外径を有するフランジ１を使用して、フランジ付き軸部材５を電磁成形により成形でき、一方、電磁成形された軸フランジ６の外径は、フランジ１と軸部材４との接合を確保する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は抑えられる。
しかし、図２０（ａ）に示す方法の場合、素材管３の突出部３ａが瞬間的に拡開してフランジ１に密着当接するとき、貫通穴２の周囲のフランジ面に強く打ち当たることから、同図（ｂ）に示すように、その打撃力により当該部分がたわみ変形し、その状態でフランジ１と軸部材４が接合されることがある。

これを防止するには、素材管３の突出部３ａによって打撃力を受ける箇所（貫通穴２の周囲の部分）の内側にバックアップ用の金型を配置しておけばよいが、金型を配置するだけのスペースが取れない場合があり、また、金型を配置した場合、素材管３の自由拡管（自由な膨出）が妨げられ、張出部７がフランジ１を内側から十分に支持できず、軸フランジ６と張出部７によるフランジ１の挟み付けが不十分となる可能性がある。
本発明は、この問題点に鑑みてなされたものであり、軸部材を板状部材に形成した穴に貫通させて端部を穴から突出させ、その状態で軸部材を電磁成形により拡径して、板状部材と軸部材を接合する技術において、貫通穴の周囲の部分にバックアップ用の金型を配置しなくても、板状部材の変形を抑えて接合が行えるようにすることを目的とする。

本発明は、貫通穴が形成された板状部材と、前記貫通穴を貫通し、電磁成形により拡径して前記貫通穴の内面に密着し前記板状部材に接合された管状の軸部材からなる接合構造体に関し、前記軸部材はアルミニウム合金押出材からなり、前記貫通穴から前方側に突出した突出部が放射方向外向きに拡開して軸フランジを形成し、その背面が前記板状部材の貫通穴の周囲に当接し、前記貫通穴の後方側が放射方向外側に膨出して張出部が形成され、前記軸フランジと張出部の間に前記板状部材が挟まれ、前記板状部材は、前記貫通穴の周囲が周方向の一部又は全部において厚肉部とされ、該厚肉部より外周側がそれより薄肉に形成されていることを特徴とする。なお、本発明において、板状部材の貫通穴の位置からみて軸フランジの側を前方、反対側を後方とし、前方を向いた面を前面、後方を向いた面を背面とする。

特に前記板状部材としてアルミニウム合金押出材を用いた場合には、前記板状部材は、押出方向に垂直な断面でみたとき、前記貫通穴の近傍に厚肉部が形成され、そこに前記軸フランジの背面が当接し、前記厚肉部より外側の部分がそれより薄肉に形成されていることを特徴とする。この場合、押出方向に垂直な断面で前記板状部材の前面をみたとき、前記貫通穴の近傍が外側の部分より後退した位置にあり、両者の段差が前記軸フランジが前記外側の部分の前面より前方に突出しない大きさに設定されていることが望ましい。

板状部材がアルミニウム合金押出材である場合の接合構造体の望ましい形態を２つ例示すると、次のとおりである。
１つは、前記板状部材が、押出方向に垂直な断面でみたとき、中央部が厚肉、その両側部が薄肉とされ、前記中央部に前記貫通穴が形成され、前記軸フランジの背面が前記中央部（厚肉の部分）に当接している。この場合、軸フランジの背面が当接する貫通穴の周囲が、周方向の全部において厚肉に形成されていることになる。また、この場合、押出方向に垂直な断面で前記板状部材の前面をみたとき、前記中央部が両側部より後退した位置にあり、両者の段差が前記軸フランジが前記両側部の前面より前方に突出しない大きさに設定されていることが望ましい。

もう１つは、前記板状部材が、押出方向に垂直な断面でみたとき、中央部が薄肉、その両側の中間部が厚肉、さらにその両側部が薄肉とされ、前記中央部に前記貫通穴が形成され、押出方向に垂直でかつ前記貫通穴の中心を通る断面において、前記軸フランジの背面が前記中間部に当接している。この場合、軸フランジの背面が当接する貫通穴の周囲が、周方向の一部において厚肉に形成されていることになる。また、この場合、押出方向に垂直な断面で前記板状部材の前面をみたとき、前記中央部が両側部より後退した位置にあり、前記中間部が傾斜して前記中央部と両側部をつなぎ、前記中央部と両側部の段差が前記軸フランジが前記両側部の前面より前方に突出しない大きさに設定されていることが望ましい。

本発明によれば、任意の大きさ及び外形の板状部材を使用して、板状部材と軸部材からなる接合構造体を電磁成形により成形でき、かつ、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生じない。そして、電磁成形により拡開した突出部が打ち当たる箇所、すなわちフランジの貫通穴の周囲を厚肉としたので、バックアップ用の金型がなくても当該箇所のたわみ変形が抑えられる。また、フランジ全体を厚肉にする場合に比べて、軽量化の効果が高い。
本発明は、軸部材の端部に他部材への取付用フランジが接合されたフランジ付き軸部材、例えばバンパーステイの製造に適用することができる。

以下、図１〜図１１を参照して、本発明に係る接合構造体について具体的に説明する。
図１に示す接合構造体１５は、２個の板状のフランジ１１と、該フランジ１１が両端部に接合された管状の軸部材１４からなる。フランジ１１は、図２にも示すように、貫通穴１２の周囲の内周部１８が厚肉とされ、外周部１９がそれより薄肉で、中間部２０が傾斜して内周部１８と外周部１９の肉厚差を円滑につなぎ、内周部１８と外周部１９には段差（内周部１８の前面１８ａが外周部１９の前面１９ａより後退位置にある）が形成されている。軸部材１４はアルミニウム合金押出材からなり、例えば６０６３等のＪＩＳ６０００系が好適である。フランジ１１の材質としては、強度が高く導電率が低いものが望ましく、アルミニウム合金であればＪＩＳ５０００系や、ＪＩＳ６０００，７０００系のＴ５調質材が好適であり、鋼材等の他の素材も利用できる。

この接合構造体１５の製造にあたっては、フランジ１１を、図示しない手段により所定間隔を開けて位置決めし、貫通穴１２に仮想線で示す円形断面の素材管１３を貫通させ、かつ両端部を前方に突出させ、素材管１３の内部に図示しない電磁成形用コイルを装入して、電磁成形を行う。これにより、フランジ１１の面内では素材管１３は拡径して貫通穴１２の内面に密着し、フランジ１１の前方側では素材管１３の突出部１３ａが半径方向外側に拡開して、その背面がフランジ１１の内周部の前面１８ａに打ち当たって密着当接し、フランジ１１の内側では素材管１３は磁場の反発力による拡張力の大きさに応じて半径方向外側に膨出し、フランジ１１，１１間に張り出す。これにより、フランジ１１は貫通穴１２の内面が軸部材１４に密着すると同時に、軸部材１４の拡開した軸フランジ１６と内側の張出部１７に強固に挟まれて、軸部材１４に接合される。フランジ１１の内周部１８と外周部１９の段差の大きさは、前記軸フランジ１６の肉厚（素材管１３の肉厚とほぼ同じ）とほぼ同じに設定されているので、軸フランジ１６の前面１６ａと外周部１９の前面１９ａはほぼ面一となっている。この点はフランジ１１を他部材への取付用として用いる場合に有利である。外周部１９の前面１９ａより軸フランジ１６の前面１６ａの方がやや後退位置にくる程度に段差の大きさを設定することもできる。
なお、上記の例では、フランジ１１の貫通穴１２は円形としたが、楕円、多角形等、円形とは異なる形状にすることも可能で、その場合、貫通穴内での軸部材の回転が防止できる。また、素材管１３（軸部材１４）についても、円形だけでなく、楕円、多角形等、円形とは異なる断面形状にすることもできる。

図３に示す接合構造体２５は、板状のフランジ２１と、該フランジ２１が端部に接合された管状の軸部材２４からなる。フランジ２１は、図４に示すように、アルミニウム合金押出材を押出方向に垂直な面内で切断したもので（切断線を仮想線で示す）、押出方向に垂直な断面において、中央部２８が厚肉、その両側部２９が薄肉とされ、中間部３０が傾斜して中央部２８と両側部２９の肉厚差を円滑につなぎ、中央部２８と両側部２９には段差（中央部２８の前面２８ａが両側部２９の前面２９ａより後退位置にある）が形成されている。中央部２８の中心に円形の貫通穴２２が形成されている。

接合構造体２５の製造にあたっては、接合構造体１５と同様に行われるが、電磁成形により円形断面の素材管を全長にわたって拡管するのではなく、フランジ２１の近傍のみを拡管している。従って、図３に示すように、軸部材２４にはフランジ２１の前方側に軸フランジ２６（フランジ２１の中央部２８の前面２８ａに当接）と、フランジ２１の後方側に張出部２７が形成されているが、軸部材２４の張出部２７より後方側の部分３１は管素材のままの径を保っている。この接合構造体２５においても、フランジ２１の中央部２８と両側部２９の段差の大きさは、前記軸フランジ２６の肉厚（素材管の肉厚とほぼ同じ）とほぼ同じに設定されているので、軸フランジ２６の前面２６ａと両側部２９の前面２９ａはほぼ面一となっている。なお、外周部２９の前面２９ａより軸フランジ２６の前面２６ａの方がやや後退位置にくる程度に段差の大きさを設定することもできる。

一方、図５に示す接合構造体４５は、フランジ４１の後面４１ｂに段差を形成することにより前面４１ａを全体的に平面としたものであり、他の点は接合構造体２５と同じである。この場合、軸部材４４の拡開した軸フランジ４６がフランジ４１の前面４１ａより前方側に出ているが、必要に応じて、このような接合構造体を製造することもできる。フランジ４１がアルミニウム合金押出材からなる点及び製造の手順は、接合構造体２５と同じである。なお、図５において仮想線は円形断面の素材管４３を示す。

図６は、接合構造体２５をバンパーステイとして用いた例である。フランジ２１の両側部２９には穴が開けられ（接合の前に開けておくのが望ましい）、図示しないボルトによってバンパーリインフォース８に固定され、バンパー構造体を構成する。軸部材２４の後端は図示していないが、必要に応じてサイドメンバに取り付けられるフランジをフランジ２１と同様の手段によって接合し、あるいは前記特許文献１に記載された手段によりフランジを一体的に成形することができる。
図７に示す接合構造体５５は、接合構造体２５とは、フランジ５１の幅（押出方向に垂直な断面での幅）を大きくした点で異なる。なお、図６に示すように、フランジ２１の押出方向が左右を向くようにバンパーリインフォース８に固定する場合、フランジ２１の幅を大きくとることができず、ボルト穴同士の間隔Ｓが狭くならざるを得ないが、図７に示すように、フランジ５１の押出方向が上下を向くようにバンパーリインフォース８に固定する場合、フランジ５１の幅を大きくとることができ、その結果、ボルト穴同士の間隔Ｓを広くとることができるので、取り付け強度の面で有利となる。
図８に示す接合構造体６５は、接合構造体２５とは、フランジ６１が両側部６９に続いて屈曲端部６８を有する点で異なる。この接合構造体６５は、図８に示すように、両側部６９の前面をバンパーリインフォース８の後面に当接させ、屈曲端部６８の内面をバンパーリインフォース８の上下の面に当接させ、屈曲端部６８を図示しないボルトによってバンパーリインフォース８に固定する。

図９に示す接合構造体７５は、板状のフランジ７１と、該フランジ７１が端部に接合された管状の軸部材７４からなる。フランジ７１は、図１０，１１に示すように、アルミニウム合金押出材を押出方向に垂直な面内で切断したもので、押出方向に垂直な断面において、中央部７８が薄肉、その両側の中間部７９が厚肉とされ、さらにその両側部８０が薄肉とされ、中間部７９が傾斜して中央部７８と両側部８０をつなぎ、中央部７８と両側部８０には段差（中央部７８の前面７８ａが両側部８０の前面８０ａより後退）が形成されている。なお、中間部７９の前面７９ａは平面で中央部７８の前面７８ａと鈍角で交差し、一方、中間部７９の背面７９ｂは前記中央部７８の背面７８ｂより後方側に突出する山形の突起部７９ｃを有し、突起部７９ｃの内面側は前記背面７８ｂと鈍角で交差している。また、フランジ７１の中央部７８に、該中央部７８の幅Ｌよりやや径の小さい円形（径：Ｒ）の貫通穴７２が形成されている。なお、貫通穴７２は薄肉の中央部７８に開けられるので、打ち抜きの際のプレス能が低くて済む。さらに、貫通穴７２の周囲に、中央部７８、中間部７９及び両側部８０の全てに掛かるように、作業穴８２が４カ所形成され、両側部８０にはボルト穴８３が形成されている。

接合構造体７５の製造にあたっては、接合構造体２５と同様に、円形断面の素材管７３を全長にわたって拡管するのではなく、フランジ７１の近傍のみを拡管している。従って、図９に示すように、軸部材７４にはフランジ７１の前方側に拡開した軸フランジ７６と、フランジ７１の後方側に張出部７７が形成されているが、張出部７７より後方側の部分８１は管素材のままの径を保っている。図９及び図１０（仮想線で示す軸フランジ７６参照）に示すように、前記軸フランジ７６の背面は、大部分はフランジ７１の中央部７８の前面７８ａに当接し、周方向の一部（主として押出方向に垂直な方向）において、中間部７９の前面７９ａに当接する。また、前記張出部７７の上端部７７ａは前記突起部７９ｃの内面側に当接し、突起部７９ｃによる拘束を受けない後方側の部分７７ｂは、磁場の反発力による拡張力の大きさに応じて膨張し、外径方向に張り出している。

この接合構造体７５では、軸部材７４は貫通穴７２の内面に押し付けられて密着する。図９の断面において貫通穴７２の左右に薄肉の中央部７８の端部７８ｃが残されているので、軸部材７４がよく噛み付き、その密着性が向上する。さらにその前方側では軸フランジ７６がフランジ７１の中間部７９の前面７９ａに当接し、その後方側では張出部７７の上端部７７ａが前記突起部７９ｃの内側面に当接して、フランジ７１の中間部７９が軸フランジ７６と張出部７７の上端部７７ａにより挟まれた形となるため、フランジ７１と軸部材７４の接合がきわめて強固となり、特に軸方向に抜けにくい。また、軸フランジ７６は、周方向に沿って拡開の角度が変化する（一部は９０度拡開し、一部は９０度に満たない）ため、これが軸部材７４の回り止めになっている。さらに、軸フランジ７６の一部に拡開角度が９０度に満たないところがあるため、その分、電磁成形の投入エネルギーが小さくて済む。
なお、貫通穴７２と作業穴８２の間の箇所８４について、その間隔ｄを小さくすると、電磁成形時の軸部材７２の拡張力により前記箇所８４が外径側に変形し、そのくぼみに軸部材７４が凹入する。この変形は軸部材７４の回り止めとなる。

この接合構造体７５は、バンパーステイとして用いることができる。その場合、接合構造体２５に関して述べたと同様に、軸部材７４の後端側に、必要に応じてサイドメンバに取り付けられるフランジを接合し、あるいは前記特許文献１に記載された手段によりフランジを一体的に成形することができる。

図１２（ａ）に示す接合構造体９５は、板状のフランジ９１と、該フランジ９１が端部に接合された管状の軸部材９４からなる。フランジ９１はアルミニウム合金押出材からなり、その断面構造は、厚肉の中間部９９が傾斜した第１中間部９９ａと水平な第２中間部９９ｂからなり、後方側に略台形の突起部９９ｃを有する。その他の点は、前記接合構造体７５とほぼ同じである。このフランジ９１においては、厚肉の中間部９９の幅（図１２（ａ）において水平方向幅）が大きく設定され、拡開した軸フランジ９６が打ち当たる箇所の外側、すなわち水平部分（第２中間部９９ｂ）にまで及んでいるので、電磁成形時のフランジ９１のたわみ変形が一層防止できる。なお、図１２（ａ）において、９３は円形断面の素材管を示す。
フランジ９１においてもフランジ７１と同様、貫通穴９２の左右に薄肉の中央部９８の端部９８ｃが残されているので、拡径した軸部材９４がよく噛み付き、その密着性が向上する。また張出部９７の上端部９７ａが突起部９９ｃに当接して、フランジ９１の中間部９９が軸フランジ９６と張出部９７の上端部９７ａにより挟まれた形となるため、フランジ９１と軸部材９４の接合がきわめて強固となる。なお、フランジ９１の中央部９８から中間部９９へ向かうコーナー（前面側９８ａ，背面側９８ｂ）にはせん断力が働くため、図１２（ｂ）に示すように丸みが付されていることが望ましい。

本発明に係る接合構造体、フランジ、軸部材には、そのほかにも種々の異なる形態のものが考えられる。それを図１３〜図１８を参照して説明する。
図１３に示す接合構造体１０５は、アルミニウム合金押出材からなる板状のフランジ１０１と、該フランジ１０１が端部に接合された管状の軸部材１０４からなる。この接合構造体１０５は、フランジ１０１の断面構造において前記フランジ９１の突起部９９ｃに相当する突起部がない点で、前記接合構造体９５と異なるが、他の点はほぼ同じである。
図１４に示す素材管１１３は、接合構造体の軸部材として用いられるもので、軸フランジを成形すべき両端部が切削により薄肉化されている。この素材管１１３を用いた場合、電磁成形による軸フランジの拡開成形が容易となる。

図１５に示すフランジ１２１は、アルミニウム合金押出材からなり、薄肉の両側部１３０の端にリブ１２３が形成されている。このリブ１２５により、電磁成形時にフランジ１２１がゆがむのを押さえることができる。なお、このフランジ１２１では、厚肉の中間部１２９の厚みが外側に行くほど漸減している。
図１６に示す接合構造体１３５は、板状のフランジ１３１と、該フランジ１３１が端部に接合された円形断面の管状の軸部材１３４からなる。フランジ１３１はアルミニウム合金押出材からなり、中央部１３８（第１中央部１３８ａ，傾斜した第２中央部１３８ｂ，第３中央部１３８ｃからなる）が厚肉、その両側部１３９が薄肉とされている。図１６に示された断面において、第１中央部１３８ａの内面に溝１３３が形成されていて、電磁成形により半径方向外向きに拡径した軸部材１３４がその溝１３３にはまり、密着が強化されている。
フランジ１３１は、押出材のままの状態では、図１７に示すように、第１中央部１３８ａの内部に、そのほぼ全幅に近い幅の空洞１３６を有する（つまり第１中空部１３８ａが中空になっている）。この第１中央部１３８ａに前記空洞１３６の幅よりやや小径の貫通穴（仮想線で穴開け位置を示す）を開ける。

図１８（ａ），（ｂ）に示す素材管１４３，１５３は接合構造体の軸部材として用いられるもので、素材管１４３には外周に軸方向に沿った略台形状の突条１４４が２つ対称位置に形成され、素材管１５３には三角形の突条１５４が４つ等間隔で形成されている。電磁成形を行うと、拡径に伴って突条１４４，１５４がフランジの貫通穴の内面にくさび状に食い込むと同時に、拡開した軸フランジの背面がフランジに打ち当たるとき突条１４４，１５４がフランジの前面に食い込み、軸部材とフランジの結合力が強化される。
図１９（ａ），（ｂ）に示すフランジ１６１，１７１は、アルミニウム合金押出材からなり、中央部１６８，１７８に三角形の突条１６３又は凹溝１７３が形成されている。電磁成形を行うと、拡開した軸フランジの背面がフランジ１６１，１７１の前面に打ち当たり、前記突条１６３又は凹溝１７３に食い込んで、軸部材とフランジの結合力が強化される。

なお、上記の例では、主としてバンパーステイについて説明したが、本発明は全く同様の形態で、他のフランジ付き軸部材、例えば車両のインストルメントパネル用リインフォース、クロスメンバー、タワーバー、インストルメントパネル用付属パイプ（一端がインストルメントパネル用リインフォースに取り付けられてインストルメントパネルやダクトなどを支持するパイプ）、シートフレーム、インテークマニホールド、マフラー、プロペラシャフト、ステアリングコラム、二輪車（自転車を含む）用スイングアームのほか、航空機用のシートフレーム、いす用のフレーム、その他、各種用途の継ぎ手類等にも適用される。

本発明に係る接合構造体の、フランジの貫通穴の中心を通る面での断面図である。 それに用いたフランジの平面図である。 本発明に係る別の接合構造体の斜視図である。 それに用いたフランジの斜視図である。 本発明に係る別の接合構造体の、フランジの押出方向に垂直で貫通穴の中心を通る面での断面図である。 本発明に係る接合構造体をバンパーステイとして用いるときの一部断面斜視図である。 本発明に係る別の接合構造体をバンパーステイとして用いるときの一部断面斜視図である。 本発明に係る別の接合構造体をバンパーステイとして用いるときの一部断面斜視図である。 本発明に係る別の接合構造体の、フランジの押出方向に垂直で貫通穴の中心を通る面での断面図である。 それに用いたフランジの平面図である。 そのフランジの押出方向に垂直な面での断面図である。 本発明に係る別の接合構造体の、フランジの押出方向に垂直で貫通穴の中心を通る面での断面図（ａ）及びその一部拡大図（ｂ）である。 本発明に係る別の接合構造体の、フランジの押出方向に垂直で貫通穴の中心を通る面での断面図である。 本発明に用いる別の管素材の断面図である。 本発明に用いる別のフランジの押出方向に垂直な面での断面図である。 本発明に係る別の接合構造体の、フランジの押出方向に垂直で貫通穴の中心を通る面での断面図である。 その接合構造体に用いるフランジの、押し出しのままの押出方向に垂直な面での断面図である。 本発明に用いる別の管素材の断面図である。 本発明に用いる別のフランジの斜視図である。 比較のために示す接合構造体の断面図である。

符号の説明

１１，２１，４１，５１，６１，７１、９１、１０１，１２１，１３１，１６１，１７１ フランジ
１２，２２，７２、９２ 貫通穴
１４，２４，４４，５４，６４，７４、９４，１０４，１３４ 軸部材
１５，２５，４５，５５，６５，７５，９５，１０５，１３５ 接合構造体
１６，２６，４６，７６，９６ 軸フランジ
１７，２７，７７，９７ 張出部

Claims (11)

1. 貫通穴が形成された板状部材と、前記貫通穴を貫通し、電磁成形により拡径して前記貫通穴の内面に密着し前記板状部材に接合された管状の軸部材からなる接合構造体であり、前記軸部材はアルミニウム合金押出材からなり、前記貫通穴から前方側に突出した突出部が放射方向外向きに拡開して軸フランジを形成し、その背面が前記板状部材の貫通穴の周囲に当接し、前記貫通穴の後方側が放射方向外側に膨出して張出部が形成され、前記軸フランジと張出部の間に前記板状部材が挟まれ、前記板状部材は、前記貫通穴の周囲が周方向の一部又は全部において厚肉部とされ、該厚肉部より外周側がそれより薄肉に形成されていることを特徴とする接合構造体。
2. 貫通穴が形成された板状部材と、前記貫通穴を貫通し、電磁成形により拡径して前記貫通穴の内面に密着し前記板状部材に接合された管状の軸部材からなる接合構造体であり、前記軸部材はアルミニウム合金押出材からなり、前記貫通穴から前方側に突出した突出部が放射方向外向きに拡開して軸フランジを形成し、その背面が前記板状部材の貫通穴の周囲に当接し、前記貫通穴の後方側が放射方向外側に膨出して張出部が形成され、前記軸フランジと張出部の間に前記板状部材が挟まれ、前記板状部材はアルミニウム合金押出材からなり、押出方向に垂直な断面でみたとき、前記貫通穴の近傍に厚肉部が形成され、そこに前記軸フランジの背面が当接し、前記厚肉部より外側の部分がそれより薄肉に形成されていることを特徴とする接合構造体。
3. 押出方向に垂直な断面で前記板状部材の前面をみたとき、前記貫通穴の近傍が外側の部分より後退した位置にあり、両者の段差が前記軸フランジが前記外側の部分の前面より前方に突出しない大きさに設定されていることを特徴とする請求項２に記載された接合構造体。
4. 貫通穴が形成された板状部材と、前記貫通穴を貫通し、電磁成形により拡径して前記貫通穴の内面に密着し前記板状部材に接合された管状の軸部材からなる接合構造体であり、前記軸部材はアルミニウム合金押出材からなり、前記貫通穴から前方側に突出した突出部が放射方向外向きに拡開して軸フランジを形成し、その背面が前記板状部材の貫通穴の周囲に当接し、前記貫通穴の後方側が放射方向外側に膨出して張出部が形成され、前記軸フランジと張出部の間に前記板状部材が挟まれ、前記板状部材はアルミニウム合金押出材からなり、押出方向に垂直な断面でみたとき、中央部が厚肉、その両側部が薄肉とされ、前記中央部に前記貫通穴が形成され、前記軸フランジの背面が前記中央部に当接していることを特徴とする接合構造体。
5. 押出方向に垂直な断面で前記板状部材の前面をみたとき、前記中央部が両側部より後退した位置にあり、両者の段差が前記軸フランジが前記両側部の前面より前方に突出しない大きさに設定されていることを特徴とする請求項４に記載された接合構造体。
6. 貫通穴が形成された板状部材と、前記貫通穴を貫通し、電磁成形により拡径して前記貫通穴の内面に密着し前記板状部材に接合された管状の軸部材からなる接合構造体であり、前記軸部材はアルミニウム合金押出材からなり、前記貫通穴から前方側に突出した突出部が放射方向外向きに拡開して軸フランジを形成し、その背面が前記板状部材の貫通穴の周囲に当接し、前記貫通穴の後方側が放射方向外側に膨出して張出部が形成され、前記軸フランジと張出部の間に前記板状部材が挟まれ、前記板状部材はアルミニウム合金押出材からなり、押出方向に垂直な断面でみたとき、中央部が薄肉、その両側の中間部が厚肉、さらにその両側部が薄肉とされ、前記中央部に前記貫通穴が形成され、押出方向に垂直でかつ前記貫通穴の中心を通る断面において、前記軸フランジの背面が前記中間部に当接していることを特徴とする接合構造体。
7. 押出方向に垂直な断面で前記板状部材の前面をみたとき、前記中央部が両側部より後退した位置にあり、前記中間部が傾斜して前記中央部と両側部をつなぎ、前記中央部と両側部の段差が前記軸フランジが前記両側部の前面より前方に突出しない大きさに設定されていることを特徴とする請求項６に記載された接合構造体。
8. 前記中間部の背面は前記中央部の背面より後方側に突出する突起部を有することを特徴とする請求項７に記載された接合構造体。
9. 前記板状部材が他部材への取付用フランジであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載された接合構造体。
10. バンパーステイであることを特徴とする請求項９に記載された接合構造体。
11. 請求項１０に記載された接合構造体とバンパーリインフォースからなり、前記接合構造体の取付用フランジが前記バンパーリインフォースの両端部に固定されていることを特徴とするバンパー構造体。

Images