(57)【要約】【課題】  小径の金属製パイプと大径の金属製パイプとが二重管構造部分を介して一体化してなるパイプ部材を提供する。【解決手段】  大径パイプ２内を通して拡管ポンチ１２を小径パイプ３内に圧入して小径パイプ３と大径パイプ２を一体的に拡径する。小径パイプ３を拡径することで、拡径部３ｂは軸方向の寸法が短くなり、小径パイプ３の拡径部３ｂ先端と大径パイプ２の段部２ｃとの間隔は広がって行き、このままでは大径パイプ２と小径パイプ３とが軸方向にずれることになるが、拡径部２ｂ、３ｂが成形される際に、ピン１１によって大径パイプ２の拡径部２ｂの一部が径方向内側に変形せしめられ、小径パイプ３の拡径部３ｂに食い込んで抜止め部５となる。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
小径の金属製パイプの一端と大径の金属製パイプとを二重管構造部分を介して一体化してなるパイプ部材において、前記小径の金属製パイプは二重管構造部分を形成する拡径部とこの拡径部と小径の金属製パイプ本体とをつなぐテーパ部とを備え、前記大径の金属製パイプは二重管構造部分を形成する拡径部とこの拡径部の先端で前記小径の金属製パイプのテーパ部に重ねられた折曲げ部とを備え、且つ小径の金属製パイプと大径の金属製パイプとは軸方向に固定されていることを特徴とするパイプ部材。
【請求項２】
請求項１に記載のパイプ部材において、前記小径の金属製パイプと大径の金属製パイプの軸方向の固定は、前記小径の金属製パイプの拡径部と前記大径の金属製パイプの拡径部の一部を一体的に径方向内側または外側に変形した抜止め部によって固定していることを特徴とするパイプ部材。
【請求項３】
請求項１に記載のパイプ部材において、前記小径の金属製パイプと大径の金属製パイプの軸方向の固定は、前記小径の金属製パイプの拡径部を大径の金属製パイプの段部に突き当てることで固定していることを特徴とするパイプ部材。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のパイプ部材において、このパイプ部材は自動車の幅方向に横架されてインストルメントパネルをボディに取り付けるためのステアリングハンガービームであることを特徴とするパイプ部材。
【請求項５】
成形型内に大径の金属製パイプを挿入し、この大径の金属製パイプの挿入方向と反対側から小径の金属製パイプを大径の金属製パイプ内に挿入し、次いで大径の金属製パイプ内を通して拡管ポンチを小径の金属製パイプ内に圧入して大径の金属製パイプと小径の金属製パイプとを一体的に拡径するとともに、大径の金属製パイプの拡径部の先端を小径の金属製パイプのテーパ部に沿って縮径方向に折り曲げ、更に前記小径の金属製パイプの拡径部と前記大径の金属製パイプの拡径部の一部を一体的に径方向内側または外側に変形せしめることを特徴とするパイプ部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のステアリングハンガービーム等のように小径の金属製パイプと大径の金属製パイプを一体的に結合したパイプ部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の幅方向に横架されてインストルメントパネルをボディに取り付けるための部材であるステアリングハンガービームは、ドライバー（運転者席）側の剛性がアシスタント（助手席）側の剛性よりも高いものが要求される。このため、材質、外径、板厚の異なる２種類のパイプを溶接で接合した分割型のパイプ部材が用いられることもある。例えば、アシスタント（助手席）側に機械構造用炭素鋼（ＪＩＳ  Ｇ  ３４４５  ＳＴＫＭ１１Ａ）、外径４２．７ｍｍ、板厚１．２ｍｍのパイプを用い、ドライバ（運転者席）側に機械構造用炭素鋼（ＪＩＳ  Ｇ  ３４４５  ＳＴＫＭ１３Ｂ）、外径６０．５ｍｍ、板厚２ｍｍのパイプを用い、大径のパイプの一端側を絞り加工でその外径を小径のパイプに合わせ、その後に両パイプをアーク溶接等で接合したものが用いられている。
【０００３】
上記分割型のパイプ部材は、接合のためのコストがかかるので、本出願人は特許文献１として、外径を拘束された金属製パイプの内側にこれと略同径の金属製パイプを縮径しつつ圧入することで多重管構造部分を一体的に形成したステアリングハンガービームを提案している。
【０００４】
【特許文献１】特許第３８６５６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示される方法によれば、剛性が要求される部分に必要な剛性を持たせることができる。しかしながら、外径を拘束された金属製パイプの内側にこれと略同径の金属製パイプを縮径しつつ圧入して二重管部を形成するため、大きな駆動力を必要とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、小径の金属製パイプの一端と大径の金属製パイプとを二重管構造部分を介して一体化してなるパイプ部材において、前記小径の金属製パイプは二重管構造部分を形成する拡径部とこの拡径部と小径の金属製パイプ本体とをつなぐテーパ部とを備え、前記大径の金属製パイプは二重管構造部分を形成する拡径部とこの拡径部の先端で前記小径の金属製パイプのテーパ部に重ねられた折曲げ部とを備え、且つ小径の金属製パイプと大径の金属製パイプとは軸方向に固定された構成とした。
【０００７】
前記小径の金属製パイプと大径の金属製パイプの軸方向とを固定する手段としては、前記小径の金属製パイプの拡径部と前記大径の金属製パイプの拡径部の一部を一体的に径方向内側または外側に変形した抜止め部によって固定するか、前記小径の金属製パイプの拡径部を大径の金属製パイプの段部に突き当てる手段が考えられる。
【０００８】
また本発明に係るパイプ部材の製造方法は、成形型内に大径の金属製パイプを挿入し、この大径の金属製パイプの挿入方向と反対側から小径の金属製パイプを大径の金属製パイプ内に挿入し、次いで大径の金属製パイプ内を通して拡管ポンチを小径の金属製パイプ内に圧入して大径の金属製パイプと小径の金属製パイプとを一体的に拡径するとともに、大径の金属製パイプの拡径部の先端を小径の金属製パイプのテーパ部に沿って縮径方向に折り曲げ、更に前記小径の金属製パイプの拡径部と前記大径の金属製パイプの拡径部の一部を一体的に径方向内側または外側に変形せしめるようにした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、小径の金属製パイプと大径の金属製パイプとを、大きな駆動力を必要とせずに、１回の操作で、小径の金属製パイプと大径の金属製パイプとが二重管構造部分を介して一体化してなるパイプ部材を得ることができる。
また、本発明によれば溶接することなく２本の金属製パイプを一体化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るパイプ部材としてのステアリングハンガービームの外観斜視図、図２は二重管構造部分の拡大断面図、図３は成形型内に大径の金属製パイプと小径の金属製パイプを挿入した状態を示す図、図４は大径の金属製パイプと小径の金属製パイプを一体的に拡径した状態を示す図である。
【００１１】
ステアリングハンガービーム１はドライバー（運転者席）側に配置される大径パイプ２とのアシスタント（助手席）側に配置される小径パイプ３とを二重管構造部分４にて一体的に接合している。
【００１２】
前記大径パイプ２は大径パイプ本体２ａ、拡径部２ｂ、大径パイプ本体２ａと拡径部２ｂとの境界部となる段部２ｃ及び拡径部２ｂの先端の折曲げ部２ｄとからなる。
【００１３】
前記小径パイプ３は小径パイプ本体３ａ、拡径部３ｂ、小径パイプ本体３ａと拡径部３ｂとを連続するテーパ部３ｃとからなる。前記大径パイプの拡径部２ｂと小径パイプの拡径部３ｂとは一体的に拡径されて二重管構造部分４を構成している。
【００１４】
また、大径パイプ２の拡径部２ｂと小径パイプ３の拡径部３ｂが重なった部分の軸方向の中間位置において大径パイプ２の拡径部２ｂの一部が径方向内方に変形して小径パイプ３の拡径部３ｂに食い込んで抜止め部５となっている。この抜止め部５は二重管構造部分４の周方向に等間隔で３箇所設けられている。
【００１５】
前記大径パイプの折曲げ部２ｄは小径パイプのテーパ部３ｃに沿って曲げられ、且つ抜止め部５の存在により、前記大径パイプ２と小径パイプ３とは溶接することなく軸方向に強固に固定されるが、折曲げ部２ｄの周縁を小径パイプ３に溶接してもよい。
【００１６】
次に、上記のパイプ部材の製造方法を図３、４に基づいて説明する。製造には一対のクランプ型からなる成形型１０と拡管ポンチ１２を使用する。成形型１０には前記二重管構造部４を成形するためのキャビティ１０ａが形成されている。このキャビティ１０ａの深さは小径パイプ３の厚み分に設定されている。
【００１７】
またキャビティ１０ａに開口する径方向孔１０ｂが周方向に等間隔で３箇所形成され、この径方向孔１０ｂにピン１１が固定されている。このピン１１の先端は大径パイプ２の挿入に干渉しない寸法でキャビティ１０ａ内に突出している。
【００１８】
以上の成形型１０を用いて成形するには、先ず図３に示すように、成形型１０内に大径パイプ２を挿入し、この大径パイプ２の挿入方向と反対側から小径パイプ３を大径パイプ２内に挿入する。或いは大径パイプ２内に小径パイプ３を挿入した後に成形型１０を構成するクランプ型を閉じる。
【００１９】
次いで大径パイプ２内を通して拡管ポンチ１２を小径パイプ３内に圧入して小径パイプ３と大径パイプ２を一体的に拡径する。ここで、小径パイプ３を拡径することで、拡径部３ｂは軸方向の寸法が短くなり、図４に示すように小径パイプ３の拡径部３ｂ先端と大径パイプ２の段部２ｃとの間隔は広がって行く。このため、後述する抜止め部５を形成しないと大径パイプ２と小径パイプ３とが軸方向にずれることになる。
【００２０】
更に拡管ポンチ１２を押し込むことで、前記大径パイプの拡径部２ｂ、段部２ｃ及び折曲げ部２ｄ、小径パイプの拡径部３ｂ、テーパ部３ｃが同時に成形される。そして、図５に示すように、拡径部２ｂ、３ｂが成形される際に、ピン１１によって大径パイプ２の拡径部２ｂの一部が径方向内側に変形せしめられ、小径パイプ３の拡径部３ｂに食い込んで抜止め部５となる。
【００２１】
図６は抜止め部５を形成する別実施例を示している。この実施例にあっては拡管ポンチ１２内に内側ポンチ１３を軸方向に摺動自在に配置し、また拡管ポンチ１２に径方向の貫通孔１４を形成し、この貫通孔１４にピン１５を挿入している。
【００２２】
上記の構成としても１回の成形工程によって抜止め部５を形成することができる。即ち、内側ポンチ１３が拡管ポンチ１２内に進入すると、内側ポンチ１３先端のテーパ部によってピン１５が径方向外側に押出され、大径パイプ２と小径パイプ３の一部を径方向外側に一体的に押出して抜止め部５となる。
【００２３】
図７は別実施例を示す図２と同様の図であり、この実施例にあっては抜止め部５を設けず、その代わりに小径パイプ３の拡径部３ｂ先端を大径パイプ２の段部２ｃに突き当て、段部２ｃと折曲げ部２ｄとの間で小径パイプ３を強固に保持し、軸方向に固定している。ただし、この構成の二重管構造部分４を成形するには、小径パイプ３の拡径部３ｂを成形する際に軸方向に縮むため、図７（ａ）に示すように、大径パイプ２と小径パイプ３を拡径部まで別々に成形し、次いで図７（ｂ）に示すように、成形後の大径パイプ２の大径部２ｂ内に成形後の小径パイプ３の大径部３ｂをその先端が段部２ｃに当たるまで圧入し、その後折曲げ部２ｄを成形する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るパイプ部材としてのステアリングハンガービームの外観斜視図
【図２】二重管構造部分の拡大断面図
【図３】成形型内に大径の金属製パイプと小径の金属製パイプを挿入した状態を示す図
【図４】大径の金属製パイプと小径の金属製パイプを一体的に拡径している途中の状態を示す図
【図５】大径の金属製パイプと小径の金属製パイプの拡径終了時の状態を示す図
【図６】別実施例を示す図５と同様の図
【図７】別実施例を示す図２と同様の図
【符号の説明】
【００２５】
１…ステアリングハンガービーム（パイプ部材）、２…大径パイプ、２ａ…大径パイプ本体、２ｂ…大径パイプの拡径部、２ｃ…段部、２ｄ…折曲げ部、３…小径パイプ、３ａ…小径パイプ本体、３ｂ…小径パイプの拡径部、３ｃ…テーパ部、４…二重管構造部分、１０…成形型、１０ａ…キャビティ、１０ｂ…貫通孔、１１…ピン、１２…拡管ポンチ、１３…内側ポンチ、１４…貫通孔、１５…ピン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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