(57)【要約】【課題】精度良く簡便に製造可能な構造部材及び該構造部材の製造方法を提供する。【解決手段】  筒状の本体部材と、筒状部と該筒状部の外周面から突出する板状部とを有する非磁性体の少なくとも１つのブラケット部材と、を備える構造部材であって、この構造部材は、前記本体部材が前記ブラケット部材の前記筒状部に挿入され、前記ブラケット部材の前記リブ部の根元部における前記筒状部内面と前記本体部材の外面との間に隙間を形成するようにして、前記ブラケット全周が電磁縮管してかしめ締結されているようにする。また、前記筒状部の一部であって、前記筒状部と前記リブ部の根元部の内周面側と接する領域に、突起部が形成されていてもよい。【選択図】図２
2015127062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の本体部材と、
筒状部と該筒状部の外周面から突出形成されたリブ部とを有する非磁性体からなる少なくとも１つのブラケット部材と、
を備え、
前記本体部材が前記ブラケット部材の前記筒状部に挿入され、
前記ブラケット部材の前記リブ部の根元部における前記筒状部内面と前記本体部材の外面との間に隙間を形成するようにして、電磁縮管により前記ブラケット全周が縮管してかしめ締結されている構造部材。
【請求項２】
前記筒状部の一部であって、前記筒状部の前記リブ部の前記根元部の内周面側と接する領域に、突起部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の構造部材。
【請求項３】
前記本体部材が曲げ加工されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の構造部材。
【請求項４】
前記本体部材の少なくとも一部が扁平加工されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の構造部材。
【請求項５】
前記ブラケット部材が押出材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の構造部材。
【請求項６】
筒状部と該筒状部の外周面から突出形成されたリブ部とを有する非磁性体からなるフレーム材と、
前記フレーム材同士を連結するフレーム連結部材と、
を備え、
前記フレーム連結部材の少なくとも一部が前記フレーム材に挿入され、
前記フレーム材と前記フレーム連結部材とは、前記フレーム材の前記リブ部の根元部における前記筒状部内面と前記フレーム連結部材の外面との間に隙間を形成するようにして、電磁縮管により前記フレーム全周が縮管してかしめ締結されている構造部材。
【請求項７】
前記非磁性体がアルミニウム合金であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の構造部材。
【請求項８】
筒状部と該筒状部の外周面から突出するリブ部とを有する非磁性体からなるリブ付筒状部材に内側部材を挿入する工程と、
前記リブ付筒状部材の外周に沿ったキャビティを備え、コイル導電体から発生した磁束を集中させる磁束集中器を、前記リブ付筒状部材を取り囲むように配置する工程と、
前記コイル導電体に通電して電磁縮管により前記リブ付筒状部材を前記内側部材にかしめ締結する工程と、を含む構造部材の製造方法。
【請求項９】
前記磁束集中器の一部は、外周に前記コイル導電体が巻回し形成される部分から軸方向に突出形成されており、
前記磁束集中器における前記突出形成されている部分が、前記リブ付筒状部材を取り囲むことを特徴とする請求項８に記載の構造部材の製造方法。
【請求項１０】
前記かしめ締結する工程の前に、前記リブ付筒状部材を軟質化処理することを特徴とする請求項８又は９に記載の構造部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造部材及び該構造部材の製造方法に関する。より詳しくは、本発明は、自動車や建築物の構造体の一部を構成する構造部材の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車や建築物等の構造体は、サイドフレーム等の複数の強度部材から構成されている。このような構造体において、部材と部材とを一定の間隔に保って配置したり、構造体の強度を高めたりするために、部材同士を連結する構造部材が用いられている。これらの構造部材は、金属板をプレス加工して部材同士を組み合わせて、溶接やボルト等の機械的な締結手段により締結して製造することができる。
【０００３】
この構造部材に関する技術としては、例えば、特許文献１で、アッパーサイドフレームとフロントサイドフレームとに掛け渡され、ストラットタワーと協働して上下方向に延在するリンホースストラットタワーを有する車体前部構造の技術について開示されている。また、特許文献２では、アッパーメンバーの前端部からフロントサイドフレームの前端上部まで延びる傾斜口アメンバーを有する車体構造の技術について開示されている。
【０００４】
一方、近年では、構造体に対するデザイン性の要求が高くなり、狭いスペースを有効に活用して構造部材が配置されることが多くなっている。このような場合には、構造部材は構造部材の間に配置される構造物や他の部材と干渉しないような形状とする必要がある。この構造部材を構成する部材をプレス加工により成形する場合、構造部材を狭い空間に配置するために所定の形状に精度よく成形することが困難な場合があり、また、構造部材の強度が十分に得られない場合もある。また、ブラケット部分と本体部分を溶接で接合することで、構造部材に溶接熱による歪みが生じ、部材の取付精度が低下していた。
【０００５】
これに対し、構造部材を所定の形状に精度良く成形し、一定以上の強度を得ると共に、溶接の熱による歪みを抑制するために、構造部材を構成する部材同士を電磁縮管成形によりかしめ締結する技術が用いられている。
【０００６】
例えば、特許文献３では、第１の中空形材に第２の中空形材を嵌合し、重なり合った領域を電磁成形することによりかしめる車体用フレームの技術について開示されている。また、特許文献４では、電磁整形器により電流を誘導させ、これにより２個の部品を圧縮結合する駆動シャフトに関する技術について開示されている。これらの技術では、溶接熱による歪みを生じさせずに、筒状体の本体とブラケットを磁束集中器を用いて筒状体全周を凹ませてかしめたり、筒状部分全周を縮管してかしめたりすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１０６７０４号公報
【特許文献２】特開２００９−１８４４２４号公報
【特許文献３】特開２０００−２６４２４６号公報
【特許文献４】特表２００７−５２０３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述した特許文献３に記載の技術は、円筒状の部材を電磁縮管によりかしめるものであるが、他の部材との締結にはブラケット部材を別途溶接などにより取り付ける必要があった。又、特許文献４に記載の技術では、円筒状のかしめ部材に加えて端部部材を別途形成するために、このようなブラケット部分とかしめ部分を別々に持つような構成により部材のボリュームが大きくなる上に構造が複雑になるので、鋳物の削り出し加工や溶接により作製する必要が生じ、生産効率の低下及び生産コストの増加を招いていた。すなわち、これらの技術に対して、構造部材を精度良く、簡便に製造できるようにすることが求められていた。
【０００９】
そこで、本発明は、精度良く、簡便に製造可能な構造部材及び該構造部材の製造方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前述した課題を解決するために、本発明者等の鋭意検討の結果完成されたものであり、筒状の本体部材と、筒状部と該筒状部の外周面から突出形成されたリブ部とを有する非磁性体からなるブラケット部材と、を備え、前記本体部材が前記ブラケット部材の前記筒状部に挿入され、前記ブラケット部材と前記本体部材とが、前記ブラケット部材の前記リブ部の根元部における前記筒状部内面と前記本体部材の外面との間に隙間を形成するようにして、電磁縮管により前記ブラケット全周が縮管してかしめ締結されている構造部材を提供する。
この電磁縮管では、筒状の本体部材と筒状部を有するブラケット部材の重なり合った部分の周囲に磁束集中器が配置されて磁界が発生し、ブラケット部材に対して誘導電流による電磁力が働き、ブラケット部材が縮管する。これによりブラケット部材と本体部材とがかしめ締結される。
この構造部材は、複雑な工程を必要とせず、ブラケット部材を一定位置に位置決めした状態で電磁縮管して得られる。
また、リブが付いている筒状部に、かしめを行うための外面にリブがない筒状部を延長して付与する必要がないため、ブラケット部材全体をコンパクトにすることができる。
さらに、この構造部材では、筒状部を有するブラケットの筒状部外周面から突出するリブ部を有し、前記筒状部の一部の前記リブ部の根元部は剛性が大きいため、主に前記筒状部のリブ根元部分以外の部分で縮径方向にかしめ締結される。
このように、筒状部はリブ部の根元部以外は十分に縮径し、根元部の縮径量は他の部分に比べ縮径量が小さい。そのため、この縮径量の部位による差により本体部材に突起が生じ、構造部材の回転方向にかかる荷重についての耐荷重性を向上させることができる。
ここで、縮径量とは、筒状部が電磁縮管により縮められる寸法を指す。
また、この構造部材では、前記本体部材が曲げ加工されていてもよい。更に、この構造部材では、前記本体部材の少なくとも一部が扁平加工されていてもよい。このように、本体部材が曲げ加工又は扁平加工されていることで、例えば、構造部材に連結される部材に干渉物が存在していたとしても、干渉物を避けて構造部材を配置することができる。
また、前記非磁性体は、アルミニウム合金であってもよい。
更に、前記ブラケット部材は、押出材であってもよい。ブラケット部材が押出部材であることで、切削などによる削り出しを必要としない。
【００１１】
また、本発明は、筒状部と該筒状部の外周面から突出形成された突出部とを有する非磁性体からなる複数のフレーム材と、前記フレーム材同士を連結するフレーム連結部材と、を備え、前記フレーム連結部材の少なくとも一部が前記フレーム材に挿入され、前記フレーム材と前記フレーム連結部材とは、前記フレーム材の前記リブ部の根元部における前記筒状部内面と前記連結部材の外面との間に隙間を形成するようにして、電磁縮管により前記フレーム全周が縮管してかしめ締結されている構造部材を提供する。
また、前記非磁性体は、アルミニウム合金であってもよい。
【００１２】
また、本発明は、内側部材を、筒状部と該筒状部の外周面から突出する板状部とを有する非磁性体からなるリブ付筒状部材の前記筒状部に挿入する工程と、前記リブ付筒状部材の外周に配置に配置され、前記リブ付筒状部材に沿った形状のキャビティを有する磁束集中器を配置する工程と、
前記磁束集中器により、前記リブ付筒状部材を電磁縮管して前記本体部材にかしめ締結する工程と、を含む構造部材の製造方法も提供する。
この構造部材の製造方法では、複雑な工程を必要とせず、板状部を有する特定形状のブラケット部材を一定の位置に固定した状態で電磁縮管することができる。また、溶接により締結する場合とは異なり、熱歪みを生じさせずに構造部材を製造することができる。
前記磁束集中器の外周の一部は、前記コイル導電体が巻回し形成される領域から軸方向に突出して形成されており、該突出して形成されている部分が前記リブ付筒状部材のリブ部を取り囲んでいてもよい。これにより、リブ付筒状部材のリブ部の寸法が大きい場合でも、必ずしもコイル導電体のサイズ（導電体の巻径）をリブ部の張り出し寸法に応じて大きくする必要がない。そのため、導電体の巻径サイズを一定にしたまま、磁束集中器のみを取り替えることで、様々な形状、サイズのリブ部を有するリブ付ブラケット部材を電磁縮管成形することができる。
この構造部材の製造方法では、前記かしめ締結する工程の前に、前記ブラケット部材を軟質化処理してもよい。これにより、電磁縮管を行った際の縮径量が大きくなり、かしめ力をより向上させることができる。
また、この構造部材の製造方法では、前記かしめ締結する工程の後に、前記構造部材を時効処理してもよい。これにより、構造部材全体の更なる強度向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、精度良く簡便に製造可能な構造部材及び該構造部材の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態の構造部材１が適用される自動車の車体前部構造の側面図である。
【図２】同実施形態の構造部材１の構成を説明するための図である。
【図３】同実施形態の構造部材１において、ブラケット部材３が本体部材２に接合した状態を説明するための図であり、（ａ）はブラケット部材３ａを本体部材２に接合させた状態を示す図であり、（ｂ）はブラケット部材３ｂを本体部材２に接合させた状態を示す図である。
【図４】同実施形態の構造部材１を製造するための電磁縮管装置７の構成を示す図であり、（ａ）は電磁縮管装置７の側面図であり、（ｂ）は電磁縮管装置７の正面図である。
【図５】同実施形態の構造部材１を製造するための他の電磁縮管装置１７の構成を示す図であり、（ａ）は電磁縮管装置１７の側面図であり、（ｂ）は電磁縮管装置１７の正面図である。
【図６】同実施形態の構造部材１の製造工程を示したフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態の構造部材１２の構成を説明するための図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の構造部材１３の構成を説明するための図である。
【図９】本発明の第４の実施形態の構造部材１４の構成を説明するための図である。
【図１０】図９に示す構造部材１４のＡ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ断面図である。
【図１１】同実施形態の第１変形例の構造部材１４１の断面図である。
【図１２】同実施形態の第２変形例の構造部材１４２の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【００１６】
＜第１の実施形態＞
まず、本発明の第１の実施形態の構造部材１について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の構造部材１が適用される自動車の車体前部構造の側面図である。ここでは、本実施形態の構造部材１を連結部材として自動車の車体前部構造１００に用いる場合について説明する。
【００１７】
なお、以下の説明において、自動車の前進方向（図１中、Ｘ軸正方向）を「前方」、後退方向（図１中、Ｘ軸負方向）を「後方」、自動車の前進及び後退方向と直交する水平方向（Ｙ軸正方向及びＹ軸負方向）を「左右方向」とする。また、図１中、Ｚ軸正方向が自動車の上方側を指し、Ｚ軸負方向が自動車の下方側を指す。
【００１８】
図１に示すように、自動車の車体前部に位置するエンジンルームを構成する車体前部構造１００は、車体前部の左右両側に設けられたフロントサイドフレーム１０１と、左右のフロントサイドフレーム（図１中、紙面奥側（Ｙ軸負方向）のフロントサイドフレームは図示せず）１０１の前端部に架け渡されたフロントバンパビーム１０３と、左右夫々のフロントサイドフレーム１０１の外側に設けられたアッパーサイドフレーム１０４とを有している。なお、図中、符号１０２で示すものは、自動車のタイヤである。
【００１９】
このフロントサイドフレーム１０１は、車体前後方向に延設されており、その後端が、車室の下方において車体前後方向に延設されているフロントフロアフレーム１０５に連結されている。また、アッパーサイドフレーム１０４は、車室のドア開口部の前端を構成するフロントピラー１０６に車体前方向に向かって延設されている。本実施形態の構造部材１は、フロントサイドフレーム１０１とアッパーサイドフレーム１０４とを連結している。
【００２０】
（構造部材１）
次に、図２を参照しながら、本実施形態の構造部材１の構成について説明する。図２は、本実施形態の構造部材１の構成を説明するための図である。
【００２１】
本実施形態の構造部材１は、円筒状の本体部材２と、本体部材２の両端夫々に電磁縮管により接合されたブラケット部材３とから構成される。
【００２２】
なお、ここでは、ブラケット部材３は、本体部材２の両端夫々に接合された場合を例に挙げて説明するが、かかる例に限定されない。本実施形態の構造部材１では、少なくとも１つのブラケット部材３が本体部材２に接合されていればよく、円筒状の本体部材２の一方の端部に接合されている構成も採用することができる。
【００２３】
また、図示しないが、本体部材２が該部材から分岐した筒状体を有していてもよく、この筒状体にブラケット部材３が接合されることで、３つ以上のブラケット部材３が本体部材２に接合された構成も採用することができる。
【００２４】
ブラケット部材３は、筒状部３１と、この筒状部３１の外周面から突出形成されたリブ部３２とを有する。このブラケット部材３は、電磁縮管により本体部材２とかしめ締結されている。また、リブ部３２には、構造部材１により連結される他の構造部材（例えば、図１中のフロントサイドフレーム１０１又はアッパーサイドフレーム１０４）に取り付けるためのボルトを挿通させるためのボルト孔３３が形成されていてもよい。更に、特に限定されないが、図２に示すように、リブ部３２は、筒状部３１の外周面から突出した板状部とすることができる。
【００２５】
なお、本実施形態では、本体部材２及びブラケット部材３の筒状部３１が円筒形状である場合を例に挙げて説明したが、かかる例に限定されない。例えば、本体部材２及び筒状部３１は、断面が楕円形状、略四角形状等であってもよい。
【００２６】
本実施形態の構造部材１では、特に限定されないが、本体部材２はアルミニウム合金材又は鋼材で構成される。また、ブラケット部材３は、非磁性体で構成される。特に、軽量化・高強度化の点から、ブラケット部材３は、アルミニウム合金で構成されていることが好ましい。より具体的には、アルミニウム合金としては、例えば、２０００系、６０００系、７０００系等が好適に用いられる。
【００２７】
また、ブラケット部材３は、切削等による削り出しをせずに、筒状部３１とリブ部３２とを同時に成形して得ることができるように、押出材であることが好ましい。
【００２８】
ここで、図３を参照しながら、ブラケット部材３の構成についてより詳細に説明する。図３は、本実施形態の構造部材１において、図２中の矢印Ｆの方向から視た場合における、ブラケット部材３が本体部材２に接合した状態を示す図である。より具体的には、図３（ａ）は、ブラケット部材３ａを本体部材２に接合した状態を示す図であり、図３（ｂ）は、ブラケット部材３ａとは異なる形状のブラケット部材３ｂを本体部材２に接合した状態を示す図である。
【００２９】
本実施形態の構造部材１では、ブラケット部材３の筒状部３１の外周面に板状部３２が取り付けられていれば、リブ部３２の形状については特に限定されず、他の構造部材の形状等に応じて、例えば、図３（ａ）又は（ｂ）に示すような形状を採用することができる。
【００３０】
このように、本実施形態の構造部材１のブラケット部材３では、筒状部３１の外周面にリブ部３２が設けられている。そのため、ブラケット部材３と本体部材２とが、電磁縮管されても、筒状部３１のリブ部３２の根元部３４の剛性が高く、リブ部３２の根元部３４以外の筒状部３１よりも根元部３４の縮径量は小さくなりうる。
【００３１】
このとき、ブラケット部材３のリブ部３２の根元部３４における筒状部３１内面と本体部材２の外面との間に隙間が形成される。例えば、本体部材２では、円周方向において均一に縮径が起こらず、根元部３４の筒状部３１における内周面側と接する領域に、局部的に突起部が形成される。そのため、ブラケット部材３に回転方向の荷重がかかった場合に、本体部材２が円周方向に回転することを防止できる。なお、ここで、縮径量とは、筒状部３１が電磁縮管により縮められる径の大きさのことを指す。
【００３２】
（構造部材１の製造方法）
次に、本実施形態の構造部材１の製造方法について図４、図５及び図６を参照しながら説明する。図４は、本実施形態の構造部材１を製造するための電磁縮管装置７の構成を示す図であり、（ａ）は電磁縮管装置７の側面図であり、（ｂ）は電磁縮管装置７の正面図である。また、図５は、同実施形態の構造部材１を製造するための他の電磁縮管装置１７の構成を示す図であり、（ａ）は電磁縮管装置１７の側面図であり、（ｂ）は電磁縮管装置１７の正面図である。図６は、本実施形態の構造部材１の製造工程を示したフローチャートである。
【００３３】
まず、図４に示す電磁縮管装置７を用いて構造部材１を製造する方法について説明する。はじめに、本体部材（内側部材）２の両端夫々をブラケット部材（リブ付筒状部材）３の筒状部３１に挿入する（図６中、ステップＳ１１）。次に、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、本体部材２が挿入されたブラケット部材３を、電磁縮管装置７の磁束集中器７ｂにより取り囲む（図６中、ステップＳ１２）。より具体的には、磁束集中器７ｂのブラケット部材３に沿った略同一形状のキャビティ７ｃに、ブラケット部材３を挿入させることが好ましい。
【００３４】
この磁束集中器７ｂは、上下２つに分割され、外周にコイル導電体７ａが配置されている。そして、磁束集中器７ｂは、コイル導電体７ａから発生した磁束を集中させることが可能である。
【００３５】
次に、スイッチ９を入れることで、コンデンサ８から放電がなされる（図６中、ステップＳ１３）。これにより、コイル導電体７ａに瞬間的に大電流が流され、コイル導電体７ａから発生した磁束が磁束集中器７ｂ内に設置されたブラケット部材３の筒状部３１の外周面に対向する面に集中する。
【００３６】
その結果、非磁性体であるブラケット部材３に誘導電流が発生し、この誘導電流と電磁場との相互作用により、本体部２の筒状部３１と重なり合う部分を縮管させる力（電磁力）がはたらく。これにより、ブラケット部材３と本体部材２とがかしめ締結される。なお、図４ｂ中、符号１０は充電回路の電源を示し、符号１１は充電スイッチを示す。
【００３７】
このとき、筒状部３１の一部である根元部３４は、剛性が高いことから、縮径量が、筒状部３１の根元部３４以外の部位よりも小さくなることがある。そのため、本体部２では、円周方向に不均一に縮管され、かしめ締結されることとなり、筒状部３１の連結部３４における内周面側と接する領域に局部的に突起部が形成される。従って、ブラケット部材３が本体部材２に対し円周方向に回転して、ブラケット部材３の本体部材２に対するかしめが抜けることを防止できる。
【００３８】
なお、ブラケット部材３の筒状部３１の連結部３４以外の部位の少なくとも一部に、他の部位よりも内周側から外周側に向けた厚みが薄い薄肉部（図示せず）が設けられていてもよい。これにより、円周方向の縮径量の差をより大きくすることができるため、ブラケット部材３が本体部２に対し円周方向に回転することをより効果的に防止できる。また、ブラケット部材３を本体部材２に対してかしめた後に、ブラケット部材３と本体部材２とをスポット溶接やＭＩＧスポット溶接などにより部分的に溶接、又は摩擦攪拌点接合により部分的に接合してもよい。更に、歪の出ない範囲で線溶接（ＭＩＧ溶接、ＴＩＧ溶接、レーザ溶接）、または摩擦攪拌接合により線接合してもよい。これにより、ブラケット部材３と本体部材２との接合強度が更に向上する。
【００３９】
また、本実施形態の構造部材１の製造方法では、図４に示す電磁縮管装置７に限られず、例えば、図５に示す電磁縮管装置１７を用いることもできる。この電磁縮管装置１７では、図５ａに示すように、磁束集中器１７ｂの外周の一部にはコイル導電体７ａが設けられていない。この外周にコイル導電体７ａが設けられていない部分は、外周にコイル導電体７ａが巻回し形成される部分からコイルの軸方向（導電体巻き回しの中心軸と平行な方向）に突出して形成されており、ブラケット部材３を取り囲むことができる。
【００４０】
図４に示したような電磁縮管装置７では、コイル導電体７ａが磁束集中器７ｂの外周全体に配置され、ブラケット部材３のリブ部３２の寸法が大きくなる程、コイル導電体７ａのサイズも大きくする必要があり、コイルの製造コストが増加する。この点、図５に示す電磁縮管装置１７では、磁束集中器１７ｂの一部分が、コイル導電体７ａが巻回し形成される領域から突出し、その突出した部分がブラケット部材３を取り囲む。そのため、サイズが大きなリブ部３２を用いる場合でも、コイル導電体７ａのサイズを大きくする必要がない。従って、この電磁縮管装置１７を用いることで、コイルの製造コストを抑えることができる。
【００４１】
また、ブラケット部材３は、電磁縮管によりかしめ締結される工程の前に、焼鈍や焼き入れ等により軟質化処理が施されていることが好ましい。軟質化処理がブラケット部材３に施されていることで、電磁縮管後の縮径量が大きくなり、ブラケット部材３の本体部材２に対するかしめ力が向上する。
【００４２】
更に、構造部材１は、必要に応じて焼き入れ後に電磁縮管成形され、その後に人工時効処理が行われてもよい。これにより、ブラケット部材３の強度をより向上させることができる。このとき、ブラケット部材３は、２０００系、６０００系、７０００系のアルミニウム合金を用いることが好ましい。
【００４３】
以上詳述したように、本実施形態の構造部材１では、ブラケット部材３を一定の位置に固定した状態で電磁縮管を行う。そのため、溶接で要するような複雑な工程を必要とせず、簡便に且つ精度良く構造部材１を得ることができる。特に、溶接により本体部２とブラケット部材３とを締結する場合に発生するような熱歪みも生じず、精度の良い構造部材１を得ることができる。更に、リブ部３２が筒状部３１の外表面に配置されているため、ブラケット部材３がコンパクトになる。
【００４４】
また、ブラケット部材３と本体部材２とが、電磁縮管によりかしめ締結されており、筒状部３１とリブ部３２との連結部３４よりも該連結部３４以外の筒状部３１の方が縮径量が大きくなることがある。これにより、本体部材２は周方向に均一には縮管されず、連結部３４の内周面に接する領域に突起部が形成される。そのため、ブラケット部材３が本体部２に対し回転することを防止できる。すなわち、構造部材１の円周方向にかかる荷重に対する耐荷重性を向上させることができ、強度を向上させた構造部材１を得ることができる。
【００４５】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態の構造部材１２について説明する。図７は、本発明の第２の実施形態の構造部材１２の構成を説明するための図である。
【００４６】
本実施形態の構造部材１２は、前述した本発明の第１の実施形態の構造部材１と比べ、本体部材において曲げ加工が施されている点のみが異なる。そのため、本実施形態では、構造部材１２の本体部材２２についてのみ説明する。
【００４７】
図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態の構造部材１２では、本体部材２２の一部分で曲げ加工が施されている（図７中、符号Ａ参照）。そのため、構造部材１２により互いに連結される被連結部材４、５の間に干渉物６がある場合でも、構造部材１２を精度良く安定に配置することができる。
【００４８】
なお、図７において、曲げ加工を施した部位Ａは１か所のみであるが、干渉物６の大きさや形状に応じて複数個所に曲げ部が設けられていてもよい。
【００４９】
以上詳述したように、本実施形態の構造部材１２では、本体部材２２の一部分に曲げ加工が施されているため、干渉物を避けて構造部材１２を配置することができ、構造部材１２が用いられる構造体の設計の自由度を高めることができる。
【００５０】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態の構造部材１３について説明する。図８は、本発明の第３の実施形態の構造部材１３の構成を説明するための図である。
【００５１】
本実施形態の構造部材１３は、前述した本発明の第１の実施形態の構造部材１と比べ、本体部材において扁平加工が施されている点のみが異なる。そのため、本実施形態では、構造部材１３の本体部材２３についてのみ説明する。
【００５２】
図８に示すように、本実施形態の構造部材１３では、本体部材２３の一部分（中央位置）で扁平加工が施されている（図８中、符号Ｂ参照）。そのため、構造部材１３により互いに連結される被連結部材４、５（図７参照）の間に干渉物６がある場合でも、構造部材１３を配置することができる。
【００５３】
なお、図８において、扁平加工を施した部位Ｂは１か所のみであるが、干渉物６の大きさや形状に応じて複数個所に扁平部が設けられていてもよい。また、図示しないが、上述した曲げ部と扁平部の両方が複数個所に設けられていてもよい。
【００５４】
以上詳述したように、本実施形態の構造部材１３では、本体部材２３の一部分に扁平加工が施されているため、干渉物を避けて構造部材１３を配置することができ、構造部材１３が用いられる構造体の設計の自由度を高めることができる。
【００５５】
＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態の構造部材１４について説明する。図９は、本発明の第４の実施形態の構造部材１４の構成を説明するための図である。また、図１０Ａは、図９に示す構造部材１４のＡ−Ａ断面図であり、図１０Ｂは、図９に示す構造部材１４のＢ−Ｂ断面図である。
【００５６】
本実施形態の構造部材１４は、フレーム構造体として機能する。構造部材１４は、非磁性体からなるフレーム材４０と、フレーム材４０同士を連結するフレーム連結部材４１とを有する。このフレーム材４０は、筒状部４２と該筒状部４２の外周面から突出形成されたリブ部４３とを有する。また、本実施形態の構造部材１４は、フレーム連結部材４１の少なくとも一部がフレーム材４０に挿入され、フレーム材４０とフレーム連結部材４１とが、電磁縮管によりかしめ締結されている。より具体的には、フレーム材４０とフレーム連結部材４１とは、フレーム材４０のリブ部４３の根元部における筒状部４２内面とフレーム連結部材４１の外面との間に隙間を形成するようにして、電磁縮管によりフレーム全周が縮管してかしめ締結されている。
【００５７】
図１０Ａに示す例では、筒状部４２の断面形状は、正方形を有しているが、その形状は特に限定されない。図１１は、本実施形態の第１変形例の構造部材１４１の断面図である。また、図１２は、本実施形態の第２変形例の構造部材１４２の断面図である。例えば、図１１に示すように、筒状部４２１の断面形状は、長方形であってもよい。また、図１２に示すように、筒状部４２２の断面形状は、角部が曲線の略長方形であってもよい。また、ここでは、図示しないが、この筒状部４２の断面形状は、多角形（非軸対象形状を含む）等であってもよい。
【００５８】
また、図１０Ａに示す例では、筒状部４２の断面の正方形の四隅の夫々にリブ部４３が形成されているが、このような構成に限定されない。例えば、図１２に示すように、筒状部４２の断面の略長方形の四隅のうち２ヶ所のみにリブ部４３が形成されていてもよい。
【００５９】
本実施形態の構造部材１４では、フレーム材４０は非磁性体で構成される。特に、軽量化・高強度化の点から、フレーム材４０は、アルミニウム合金で構成されていることが好ましい。より具体的には、アルミニウム合金としては、例えば、２０００系、６０００系、７０００系等が好適に用いられる。また、特に限定されないが、フレーム連結部材４１は、アルミニウム合金材又は鋼材で構成される。また、フレーム連結部材４１は筒状の部材でもよいし、中実の部材でもよい。更に、フレーム材４０と、フレーム連結部材４１とをかしめた後に、フレーム材４０とフレーム連結部材４１とをスポット溶接やＭＩＧスポット溶接等により部分的に溶接、又は摩擦攪拌点接合により部分的に接合してもよい。更に、歪の出ない範囲で線溶接（ＭＩＧ溶接、ＴＩＧ溶接、レーザ溶接）、または摩擦攪拌接合により線接合してもよい。これにより、フレーム材４０とフレーム連結部材４１との接合強度が更に向上する。
【００６０】
本実施形態の構造部材１４では、前述したように、フレーム材４０とフレーム連結部材４１とが、電磁縮管によりかしめ締結されている。そのため、溶接で要するような複雑な工程を必要とせず、簡便に且つ精度良く構造部材１４を得ることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１、１２、１３、１４、１４１、１４２  構造部材
２、２２、２３  本体部材（内側部材）
３  ブラケット部材（リブ付筒状部材）
３１、４２  筒状部
３２、４３  リブ部
３３  ボルト孔
３４  根元部
４０  フレーム材（リブ付筒状部材）
４１  フレーム連結部材（内側部材）
７  電磁縮管装置
７ａ  コイル導電体
７ｂ  磁束集中器
７ｃ  キャビティ
８  コンデンサ
９  スイッチ
１０  電源
１１  充電スイッチ
１００  車体前部構造
１０１  フロントサイドフレーム
１０２  タイヤ
１０３  フロントバンパビーム
１０４  アッパーサイドフレーム
１０５  フロントフロアフレーム
１０６  フロントピラー
【図１】
2015127062.tif 000003
【図２】
2015127062.tif 000004
【図３】
2015127062.tif 000005
【図４】
2015127062.tif 000006
【図５】
2015127062.tif 000007
【図６】
2015127062.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
2015127062.tif 000011
【図１０】
2015127062.tif 000012
【図１１】
2015127062.tif 000013
【図１２】
2015127062.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成27年1月26日(2015.1.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の本体部材と、
筒状部と、該筒状部の外周面から外側方向へ突出形成され、該筒状部の周方向の一部を根元部とするリブ部と、を有する非磁性体からなる少なくとも１つのブラケット部材と、
を備え、
前記本体部材が前記ブラケット部材の前記筒状部に挿入され、
前記ブラケット部材の前記リブ部の根元部における前記筒状部内面と前記本体部材の外面との間に隙間を形成するようにして、電磁縮管により前記ブラケット全周が縮管してかしめ締結されている構造部材。
【請求項２】
前記本体部材には、前記筒状部の前記リブ部の前記根元部の内周面側と接する領域に、突起部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の構造部材。
【請求項３】
前記本体部材が曲げ加工されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の構造部材。
【請求項４】
前記本体部材の少なくとも一部が扁平加工されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の構造部材。
【請求項５】
前記ブラケット部材が押出材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の構造部材。
【請求項６】
筒状部と、該筒状部の外周面から外側方向へ突出形成され、該筒状部の周方向の一部を根元部とするリブ部と、を有する非磁性体からなるフレーム材と、
前記フレーム材同士を連結するフレーム連結部材と、
を備え、
前記フレーム連結部材の少なくとも一部が前記フレーム材に挿入され、
前記フレーム材と前記フレーム連結部材とは、前記フレーム材の前記リブ部の根元部における前記筒状部内面と前記フレーム連結部材の外面との間に隙間を形成するようにして、電磁縮管により前記フレーム全周が縮管してかしめ締結されている構造部材。
【請求項７】
前記非磁性体がアルミニウム合金であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の構造部材。
【請求項８】
筒状部と、該筒状部の外周面から外側方向へ突出形成され、該筒状部の周方向の一部を根元部とするリブ部と、を有する非磁性体からなるリブ付筒状部材に内側部材を挿入する工程と、
前記リブ付筒状部材の外周に沿ったキャビティを備え、コイル導電体から発生した磁束を集中させる磁束集中器を、前記リブ付筒状部材を取り囲むように配置する工程と、
前記コイル導電体に通電して電磁縮管により前記リブ付筒状部材を前記内側部材にかしめ締結する工程と、を含む構造部材の製造方法。
【請求項９】
前記磁束集中器の一部は、外周に前記コイル導電体が巻回し形成される部分から軸方向に突出形成されており、
前記磁束集中器における前記突出形成されている部分が、前記リブ付筒状部材を取り囲むことを特徴とする請求項８に記載の構造部材の製造方法。
【請求項１０】
前記かしめ締結する工程の前に、前記リブ付筒状部材を軟質化処理することを特徴とする請求項８又は９に記載の構造部材の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明は、前述した課題を解決するために、本発明者等の鋭意検討の結果完成されたものであり、筒状の本体部材と、筒状部と該筒状部の外周面から外側方向へ突出形成され、該筒状部の周方向の一部を根元部とするリブ部とを有する非磁性体からなる少なくとも１つのブラケット部材と、を備え、前記本体部材が前記ブラケット部材の前記筒状部に挿入され、前記ブラケット部材と前記本体部材とが、前記ブラケット部材の前記リブ部の根元部における前記筒状部内面と前記本体部材の外面との間に隙間を形成するようにして、電磁縮管により前記ブラケット全周が縮管してかしめ締結されている構造部材を提供する。
この電磁縮管では、筒状の本体部材と筒状部を有するブラケット部材の重なり合った部分の周囲に磁束集中器が配置されて磁界が発生し、ブラケット部材に対して誘導電流による電磁力が働き、ブラケット部材が縮管する。これによりブラケット部材と本体部材とがかしめ締結される。
この構造部材は、複雑な工程を必要とせず、ブラケット部材を一定位置に位置決めした状態で電磁縮管して得られる。
また、リブが付いている筒状部に、かしめを行うための外面にリブがない筒状部を延長して付与する必要がないため、ブラケット部材全体をコンパクトにすることができる。
さらに、この構造部材では、筒状部を有するブラケットの筒状部外周面から突出するリブ部を有し、前記筒状部の一部の前記リブ部の根元部は剛性が大きいため、主に前記筒状部のリブ根元部分以外の部分で縮径方向にかしめ締結される。
このように、筒状部はリブ部の根元部以外は十分に縮径し、根元部の縮径量は他の部分に比べ縮径量が小さい。そのため、この縮径量の部位による差により本体部材に突起が生じ、構造部材の回転方向にかかる荷重についての耐荷重性を向上させることができる。
ここで、縮径量とは、筒状部が電磁縮管により縮められる寸法を指す。
また、この構造部材では、前記本体部材が曲げ加工されていてもよい。更に、この構造部材では、前記本体部材の少なくとも一部が扁平加工されていてもよい。このように、本体部材が曲げ加工又は扁平加工されていることで、例えば、構造部材に連結される部材に干渉物が存在していたとしても、干渉物を避けて構造部材を配置することができる。
また、前記非磁性体は、アルミニウム合金であってもよい。
更に、前記ブラケット部材は、押出材であってもよい。ブラケット部材が押出部材であることで、切削などによる削り出しを必要としない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本発明は、筒状部と該筒状部の外周面から外側方向へ突出形成され、該筒状部の周方向の一部を根元部とするリブ部とを有する非磁性体からなるフレーム材と、前記フレーム材同士を連結するフレーム連結部材と、を備え、前記フレーム連結部材の少なくとも一部が前記フレーム材に挿入され、前記フレーム材と前記フレーム連結部材とは、前記フレーム材の前記リブ部の根元部における前記筒状部内面と前記連結部材の外面との間に隙間を形成するようにして、電磁縮管により前記フレーム全周が縮管してかしめ締結されている構造部材を提供する。
また、前記非磁性体は、アルミニウム合金であってもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明は、筒状部と該筒状部の外周面から外側方向へ突出形成され、該筒状部の周方向の一部を根元部とするリブ部とを有する非磁性体からなるリブ付筒状部材に内側部材を挿入する工程と、前記リブ付筒状部材に沿った形状のキャビティを備え、コイル導電体から発生した磁束を集中させる磁束集中器を、前記リブ付筒状部材を取り囲むように配置する工程と、前記コイル導電体に通電して電磁縮管により前記リブ付筒状部材を前記本体部材にかしめ締結する工程と、を含む構造部材の製造方法も提供する。
この構造部材の製造方法では、複雑な工程を必要とせず、リブ部を有する特定形状のブラケット部材を一定の位置に固定した状態で電磁縮管することができる。また、溶接により締結する場合とは異なり、熱歪みを生じさせずに構造部材を製造することができる。
前記磁束集中器の外周の一部は、前記コイル導電体が巻回し形成される領域から軸方向に突出して形成されており、該突出して形成されている部分が前記リブ付筒状部材のリブ部を取り囲んでいてもよい。これにより、リブ付筒状部材のリブ部の寸法が大きい場合でも、必ずしもコイル導電体のサイズ（導電体の巻径）をリブ部の張り出し寸法に応じて大きくする必要がない。そのため、導電体の巻径サイズを一定にしたまま、磁束集中器のみを取り替えることで、様々な形状、サイズのリブ部を有するリブ付ブラケット部材を電磁縮管成形することができる。
この構造部材の製造方法では、前記かしめ締結する工程の前に、前記ブラケット部材を軟質化処理してもよい。これにより、電磁縮管を行った際の縮径量が大きくなり、かしめ力をより向上させることができる。
また、この構造部材の製造方法では、前記かしめ締結する工程の後に、前記構造部材を時効処理してもよい。これにより、構造部材全体の更なる強度向上を図ることができる。