JP7081282B2 - Torsion beam manufacturing method and torsion beam manufacturing equipment - Google Patents
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Description
この発明は、自動車のトーションビーム式サスペンション装置に備わるトーションビームを製造する、トーションビーム製造方法及びトーションビーム製造装置に関する。 The present invention relates to a torsion beam manufacturing method and a torsion beam manufacturing apparatus for manufacturing a torsion beam provided in a torsion beam type suspension device of an automobile.
周知のように、自動車用サスペンションシステムの一形態として、トーションビーム式サスペンション装置が広く普及している。
トーションビーム式サスペンション装置は、トーションビームアッセンブリと、スプリングと、アブソーバとを備える。トーションビームアッセンブリは、左右の車輪を回転自在に支持する左右一対のトレーリングアームがトーションビームによって連結され、さらに、左右一対のスプリング受部がトーションビームの左右端近傍に接合された構造を有している。スプリング及びアブソーバは、トーションビームと車体との間を連結する。トーションビームは、車体の左右から中央側に向かって伸びるピボット軸を介して、車体に対して揺動可能に接続されている。
As is well known, a torsion beam type suspension device is widely used as a form of an automobile suspension system.
The torsion beam type suspension device includes a torsion beam assembly, a spring, and an absorber. The torsion beam assembly has a structure in which a pair of left and right trailing arms that rotatably support the left and right wheels are connected by a torsion beam, and a pair of left and right spring receiving portions are joined in the vicinity of the left and right ends of the torsion beam. The spring and absorber connect the torsion beam to the vehicle body. The torsion beam is swingably connected to the vehicle body via a pivot shaft extending from the left and right sides of the vehicle body toward the center side.
トーションビームは、例えば、プレス成形やハイドロフォーム成形により金属管を塑性変形加工することで形成されており、トーションビームの長手方向に直交する断面が、トレーリングアームとの取付部から一定形状閉断面部に向かって、略V字形状又は略U字形状の閉断面に形成されている(例えば特許文献1参照)。
トーションビームは、略V字形状又は略U字形状の略一定閉断面を有する一定形状閉断面部と、左右のトレーリングアームに接続される取付部と、一定形状閉断面部及び取付部間に位置する形状変化部(徐変部)とを有しており、車体が路面から外力を受けた場合に、主としてトーションビームの捻れ剛性により車体のロール剛性を確保している。
The torsion beam is formed by, for example, plastically deforming a metal tube by press forming or hydrofoam forming, and the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the torsion beam is changed from the attachment portion with the trailing arm to a fixed cross section. It is formed in a substantially V-shaped or substantially U-shaped closed cross section (see, for example, Patent Document 1).
The torsion beam is located between a fixed-shaped closed cross-section having a substantially V-shaped or substantially U-shaped closed cross-section, a mounting portion connected to the left and right trailing arms, and a fixed-shaped closed cross-section and the mounting portion. It has a shape changing portion (gradual changing portion), and when the vehicle body receives an external force from the road surface, the roll rigidity of the vehicle body is secured mainly by the torsional rigidity of the torsion beam.
一方、トーションビームは、充分なロール剛性を有していたとしても、車輪やトレーリングアームを介して路面から種々の外力を受けるため、このような外力に起因する複雑な応力分布が発生して、金属疲労が進展しやすい。この金属疲労は、例えば、形状変化部及び一定形状閉断面部間の接続部近傍で著しく生じやすい。
そのため、路面から種々の外力を受けた場合でも、金属疲労の進展を抑制する必要があり、このような金属疲労を抑制するために種々の技術が開発されている(例えば、特許文献2~5参照)。
On the other hand, even if the torsion beam has sufficient roll rigidity, it receives various external forces from the road surface via the wheels and the trailing arm, so that a complicated stress distribution due to such external forces is generated. Metal fatigue tends to progress. This metal fatigue is remarkably likely to occur, for example, in the vicinity of the connection portion between the shape change portion and the constant shape closed cross-section portion.
Therefore, it is necessary to suppress the progress of metal fatigue even when various external forces are received from the road surface, and various techniques have been developed to suppress such metal fatigue (for example,
特許文献2に記載の技術は、トーションビームをプレス成形した後に、焼き入れ、焼き戻し、ショットピーニングを行って、トーションビームの外側表面を硬化させることにより、トーションビームの疲労特性を向上させる。
特許文献3に記載の技術は、熱処理後に表面硬度が高くなる鋼管を用いることにより、トーションビームの表面硬度を向上させて、トーションビームの疲労特性を向上させる。
特許文献4に記載の技術は、ハイドロフォームによって鋼管の内方から外方に向かう圧力を加えることで引張応力を付与し、その結果として、トーションビームの残留応力を低減させて疲労特性を向上させる。
特許文献5に記載の技術は、管体を成形加工してトーションビームとするにあたり、前記管体の一部を径方向に押し潰して断面略U字状に成形した後、ボトムラインを腹側とする曲げにより、耳部に2~6%の引張側の曲げ歪みを付与する。これにより、トーションビームの疲労危険部位である耳部の疲労強度を向上させる。
The technique described in
The technique described in
The technique described in
In the technique described in
しかしながら、特許文献2~4に記載の技術を適用してトーションビームの疲労特性を向上させることは、必ずしも容易とは言えない上に、設備投資等のイニシャルコストや製造ランニングコストが増大する問題がある。
また、特許文献5に記載の技術では、耳部に対して引張側の曲げ歪みを付与することから、耳部の減肉が避けられない。この分の減肉量を見越して全体の板厚を増すと、今度は重量増の問題を招くことになる。
このように、軽量で疲労特性に優れたトーションビームを効率的に製造することが可能な製造技術が望まれている。
However, it is not always easy to improve the fatigue characteristics of the torsion beam by applying the techniques described in
Further, in the technique described in
As described above, a manufacturing technique capable of efficiently manufacturing a torsion beam that is lightweight and has excellent fatigue characteristics is desired.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、軽量で疲労特性に優れたトーションビームを効率的に製造することが可能な、トーションビーム製造方法及びトーションビーム製造装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a torsion beam manufacturing method and a torsion beam manufacturing apparatus capable of efficiently manufacturing a torsion beam that is lightweight and has excellent fatigue characteristics.
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。(1)本発明の一態様に係るトーションビーム製造方法は、長手方向に直交する断面が前記長手方向の任意位置において、耳部を有する略V字形状または略U字形状の閉断面である中央部と、前記中央部に連なり、耳部を有してかつ、前記閉断面が前記長手方向に沿って漸次変化する形状変化部と、を備えたトーションビームを製造する方法であって、前記中央部及び前記形状変化部を有するトーションビーム素材を用意する準備工程と;前記トーションビーム素材の前記耳部が曲げ変形加工の曲げの内側となるように曲げ、前記耳部に圧縮塑性変形を加えて前記耳部を増肉させる耳部圧縮曲げ工程と;を有する。 In order to solve the above problems and achieve the above object, the present invention employs the following means. (1) In the torsion beam manufacturing method according to one aspect of the present invention, a central portion having a substantially V-shaped or substantially U-shaped closed cross section having an ear portion at an arbitrary position in the longitudinal direction having a cross section orthogonal to the longitudinal direction. A method of manufacturing a torsion beam including a shape changing portion which is connected to the central portion, has an ear portion, and whose closed cross section gradually changes along the longitudinal direction. A preparatory step for preparing a torsion beam material having the shape changing portion; the selvage portion of the torsion beam material is bent so as to be inside the bending of the bending deformation process, and the selvage portion is subjected to compressive plastic deformation to the selvage portion. It has a selvage compression bending step to increase the thickness.
(2)上記(1)に記載の態様では、前記耳部圧縮曲げ工程で、前記長手方向で0.5%以上10%以下の圧縮歪みを付与してもよい。 (2) In the embodiment described in (1) above, a compression strain of 0.5% or more and 10% or less may be applied in the longitudinal direction in the selvage compression bending step.
(3)上記(1)または(2)に記載の態様では、以下のようにしてもよい:前記準備工程で、ボトムラインが凹状に反った前記トーションビーム素材を用意し;前記耳部圧縮曲げ工程で、前記ボトムラインの前記凹状の曲がりを減じる曲げを前記トーションビーム素材に加えることにより、前記ボトムラインを直線状にする。 (3) In the embodiment described in (1) or (2) above, the following may be performed: In the preparation step, the torsion beam material having a concave bottom line is prepared; the selvage compression bending step. The bottom line is made linear by adding a bend to the torsion beam material to reduce the concave bending of the bottom line.
(4)上記(1)または(2)に記載の態様では、以下のようにしてもよい:前記耳部圧縮曲げ工程後に、ボトムラインを直線状にする曲げを加える曲げ戻し工程を更に有し;前記曲げ戻し工程で付与する引っ張り歪みを、前記耳部圧縮曲げ工程で付与する圧縮歪みよりも小さくする。 (4) In the embodiment described in (1) or (2) above, the following may be performed: After the selvage compression bending step, there is further a bending back step of adding a bending to straighten the bottom line. The tensile strain applied in the bending back step is made smaller than the compression strain applied in the selvage compression bending step.
(5)本発明の一態様に係るトーションビーム製造装置は、上記(1)に記載のトーションビーム製造方法を実施する装置であって、前記中央部及び前記形状変化部が形成された前記トーションビーム素材の、前記中央部の位置における前記耳部側に当接する第1の金型と;前記形状変化部よりも前記中央部から遠い位置のボトムライン側に当接する第2の金型と;前記第1の金型及び前記第2の金型間を相対的に接近させる駆動機構と;を備える。
(5) The torsion beam manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention is an apparatus for carrying out the torsion beam manufacturing method according to the above (1), and is the torsion beam material in which the central portion and the shape changing portion are formed. A first mold that abuts on the selvage side at the position of the central portion; and a second mold that abuts on the bottom line side at a position farther from the central portion than the shape change portion; A drive mechanism for relatively approaching the mold and the second mold;
(6)上記(5)に記載の態様においては、前記駆動機構による前記第1の金型及び前記第2の金型間の相対接近量を制御して、前記長手方向に沿った圧縮歪みを0.5%以上10%以下にする制御機構をさらに備えてもよい。 (6) In the embodiment described in (5) above, the relative approach amount between the first mold and the second mold by the drive mechanism is controlled to obtain compression strain along the longitudinal direction. Further, a control mechanism for 0.5% or more and 10% or less may be provided.
上記各態様に係るトーションビーム製造方法及びトーションビーム製造装置によれば、トーションビーム素材に対して曲げ加工を加えるだけで、耳部の残留応力を低減または除去できる上に、耳部の増肉も得られるので、トーションビーム素材の肉厚を予め増しておく必要もない。したがって、軽量で疲労特性に優れたトーションビームを効率的に製造することができる。 According to the torsion beam manufacturing method and the torsion beam manufacturing apparatus according to each of the above aspects, the residual stress in the selvage can be reduced or removed by simply bending the torsion beam material, and the thickening of the selvage can also be obtained. , It is not necessary to increase the wall thickness of the torsion beam material in advance. Therefore, it is possible to efficiently manufacture a torsion beam that is lightweight and has excellent fatigue characteristics.
本発明のトーションビーム製造方法及びトーションビーム製造装置の各実施形態および変形例を説明するが、その前に、図1~図5Cを参照しながら、トーションビームの一例について以下に説明する。 Each embodiment and modification of the torsion beam manufacturing method and the torsion beam manufacturing apparatus of the present invention will be described, but before that, an example of the torsion beam will be described below with reference to FIGS. 1 to 5C.
図1は、トーションビーム式リアサスペンション装置(トーションビーム式サスペンション装置)の概略構成の一例を示す斜視図である。同図1において、符号1はトーションビーム式リアサスペンション装置を示し、符号2はトーションビームアッセンブリを示し、符号10はトーションビームを示している。なお、図1に示す符号Fは、このトーションビーム式リアサスペンション装置1が搭載される車両(不図示)の前方を示し、符号Rは後方を示している。
トーションビーム式リアサスペンション装置1は、図1に示すように、トーションビームアッセンブリ2と、トーションビームアッセンブリ2及び車体(不図示)間を連結するスプリング3及びアブソーバと4と、を備えている。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a schematic configuration of a torsion beam type rear suspension device (torsion beam type suspension device). In FIG. 1,
As shown in FIG. 1, the torsion beam type
トーションビームアッセンブリ2は、左右の車輪WL、WRを左右一対のトレーリングアーム5によって支持するとともに、前記車体の左右から少し前方中央側に向かって伸びるピボット軸JL、JRを介して前記車体と連結されている。そして、トーションビームアッセンブリ2は、前記車体に対して揺動可能に構成されている。
トーションビームアッセンブリ2は、図2に示すように、例えば、左右一対のトレーリングアーム(アーム)5と、これらトレーリングアーム5間を連結するトーションビーム10と、スプリング3を支持する左右一対のスプリング受部3Aとを備えている。また、緩衝装置であるアブソーバ4の一端側が、図示しない緩衝受部に接続されている。
なお、本実施形態において、トーションビーム10は、図1、図2に示すように、上側に凸とされた略V字形状の閉断面形状を有している。
The
As shown in FIG. 2, the
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the
トレーリングアーム5は、図2に示すように、例えば、トレーリングアーム本体5Aと、トレーリングアーム本体5Aのフロント側端に接続されてピボット軸Jを介して前記車体に支持されるピボット取付部材5Fと、トレーリングアーム本体5Aのリア側端に連結されて車輪WL、WRを支持する車輪取付部材5Rとを備えている。
スプリング受部3Aは、トーションビーム10を間に挟んでピボット取付部材5Fの反対側に配置されており、スプリング3の一端側が取付けられる。路面から受けた荷重は、車輪WL、WR、トレーリングアーム5、及びスプリング3を介して前記車両に伝達する。
As shown in FIG. 2, the trailing
The
以下、図3~図5Cを参照して、本実施形態に係るトーションビーム10について説明する。
図3は、本実施形態に係るトーションビーム10の概略構成を説明する斜視図である。図4は、トーションビーム10の形状変化部近傍の概略構成を説明する斜視図である。図5A、図5B、図5Cは、トーションビーム10を示す断面図であり、図5Aが図4における矢視VA-VAでの断面図を示し、図5Bが図4における矢視VB-VBでの断面図を示し、図5Cが図4における矢視VC-VCにおける断面図を示している。
Hereinafter, the
FIG. 3 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the
トーションビーム10は、図3、図4に示すように、長手方向の中央側に形成され略V字形状の一定形状の閉断面を有する一定形状閉断面部11と、形状変化部12と、取付閉断面部13と、取付閉断面部13の外側端部に形成されて略楕円形の閉断面形状を有し、トレーリングアーム5が取付けられる取付部14とを備えている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
一定形状閉断面部11は、トーションビーム10をその長手方向に垂直な断面で見た場合に、略V字形状又は略U字形状の略一定閉断面形状が前記長手方向に沿って連続して形成されている部分である。なお、一定形状閉断面部11において、略V字形状又は略U字形状の凹側を構成する壁部の谷部(底部)に、部分的な凹凸が形成されていてもよい。
形状変化部12は、略V字形状又は略U字形状の凹側を構成する壁部の谷部(底部)の深さが、長手方向外方(車両幅方向外方)に向かって漸次浅くなる部分である。なお、形状変化部12の途中に、谷部(底部)が一段と浅くなる箇所が部分的に形成されていてもよい。
取付閉断面部13は、形状変化部12の長手方向外方(車両幅方向外方)に配置され、略V字形状又は略U字形状をなす凹部が形成されていない部分を言う。
The constant shape closed
In the
The mounting closed
一定形状閉断面部11、形状変化部12、取付閉断面部13、取付部14は、トーションビーム10の長手方向中央から両端に向かってこの順に配置されている。そして、一定形状閉断面部11と形状変化部12とは、図4に示す接続部12Aにより接続されている。
The constant shape closed
一定形状閉断面部11は、図3、図4に示すように、トーションビーム10の長手方向の中央に位置していて、その長手方向両端において各形状変化部12と接続されている。
一定形状閉断面部11は、トーションビーム10の長手方向と直交する断面が略V字形状の一定形状に形成されるとともに、この実施形態では、例えば、車体前後方向で対称となる形状を有している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the constant shape closed
The constant shape closed
一定形状閉断面部11の断面は、例えば、図5Aに示す略V字形状の閉断面において、凹側内面をなす第1壁部S110Aと、凸側外面をなす第2壁部S120Aと、これら第1壁部S110A及び第2壁部S120Aそれぞれの両端間を接続するとともに前記閉断面において外方に膨出する二つの折返し壁部S130Aとを備えている。第1壁部S110Aの周方向中央部は、一定形状閉断面部11において略V字形状の凹側の谷部(底部)S111Aとされている。
そして、第1壁部S110Aと第2壁部S120Aとは、密着部S150Aを介して互いに接している。
各折返し壁部S130Aが耳部eをなし、また、第2壁部S120Aの折り返し点である最下端縁が、ボトムラインbtをなしている。一対の耳部eは、トーションビーム10の長手方向に沿ってそれぞれ延在している。同様に、ボトムラインbtも、トーションビーム10の長手方向に沿って延在している。
The cross section of the constant shape closed
The first wall portion S110A and the second wall portion S120A are in contact with each other via the close contact portion S150A.
Each folded wall portion S130A forms an ear portion e, and the lowermost lower end edge, which is a folded point of the second wall portion S120A, forms a bottom line bt. The pair of ears e extend along the longitudinal direction of the
各折返し壁部S130Aは、図5Aにおいて矢印で示す範囲であり、それぞれが第1壁部側折返し点aと第2壁部側折返し点bとの間に形成されている。
第1壁部側折返し点aは、第1壁部S110Aの端縁と折返し壁部S130Aの端縁との接続点である。また、第2壁部側折返し点bは、第2壁部S120Aの端縁と折返し壁部S130Aの端縁との接続点である。
Each folded wall portion S130A is a range indicated by an arrow in FIG. 5A, and each is formed between the first wall portion side folding point a and the second wall portion side folding point b.
The first wall portion side folding point a is a connection point between the end edge of the first wall portion S110A and the end edge of the folding wall portion S130A. Further, the second wall portion side folding point b is a connection point between the end edge of the second wall portion S120A and the end edge of the folding wall portion S130A.
図4に示す接続部12A(接続領域)は、一定形状閉断面部11と形状変化部12との間を接続し、一定形状閉断面部11と形状変化部12の境界を含む部分である。すなわち、接続部12Aは、図4に示すように、一定形状閉断面部11及び形状変化部12間の境界である断面S12Aから、形状変化部12の長手方向途中位置(例えば、形状変化部12において略V字形状又は略U字形状の凹側を構成する壁部の谷部(底部)が漸次浅くなり、長手方向に対して傾斜する形態に移行する断面S12Cの位置)にかけての部分である。なお、接続部12Aの範囲は、引張残留応力の分布等に基づいて任意に設定できる。
The
接続部12Aに含まれる断面S12Bは、例えば図5Bに示すように、略V字形状の閉断面において凹側内面をなす第1壁部S110Bと、閉断面において凸側外面をなす第2壁部S120Bと、これら第1壁部S110B及び第2壁部S120Bの両端間を接続するとともに前記閉断面において外方に膨出する二つの折返し壁部S130Bとを備えている。また、第1壁部S110Bの周方向中央部は、接続部12Aにおいて略V字形状の凹側の谷部(底部)S111Bとされている。
そして、第1壁部S110B及び第2壁部S120B間には、中空部S150Bが形成されている。
各折返し壁部S130Bが耳部eをなし、また、第2壁部S120Bの折り返し点である最下端縁が、ボトムラインbtをなしている。一対の耳部eは、トーションビーム10の長手方向に沿ってそれぞれ延在し、一定形状閉断面部11の一対の耳部eに連なっている。同様に、ボトムラインbtも、トーションビーム10の長手方向に沿って延在し、一定形状閉断面部11のボトムラインbtに連なっている。
As shown in FIG. 5B, for example, the cross section S12B included in the connecting
A hollow portion S150B is formed between the first wall portion S110B and the second wall portion S120B.
Each folded wall portion S130B forms an ear portion e, and the lowermost lower end edge, which is a folded point of the second wall portion S120B, forms a bottom line bt. The pair of ears e extend along the longitudinal direction of the
各折返し壁部S130Bは、図5Bにおいて矢印で示す範囲であり、それぞれが第1壁部側折返し点a1と第2壁部側折返し点b1との間に形成されている。
第1壁部側折返し点a1は、第1壁部S110Bの端縁と折返し壁部S130Bの端縁との接続点である。また、第2壁部側折返し点b1は、第2壁部S120Bの端縁と折返し壁部S130Bの端縁との接続点である。
Each folded wall portion S130B is a range indicated by an arrow in FIG. 5B, and each is formed between the first wall portion side folding point a1 and the second wall portion side folding point b1.
The first wall portion side folding point a1 is a connection point between the end edge of the first wall portion S110B and the end edge of the folding wall portion S130B. Further, the second wall portion side folding point b1 is a connection point between the end edge of the second wall portion S120B and the end edge of the folding wall portion S130B.
図4に示すように、形状変化部12は、トーションビーム10の長手方向中央寄りが一定形状閉断面部11に接続され、長手方向外方が取付閉断面部13に接続されている。
また、形状変化部12は、トーションビーム10の長手方向と直交する閉断面の形状が、一定形状閉断面部11から取付閉断面部13に向かって次第に移行するようになっている。
As shown in FIG. 4, in the
Further, in the
形状変化部12は、例えば、図5Cに示すように、略V字形状の閉断面において凹側内面をなす第1壁部S110Cと、前記閉断面において凸側外面をなす第2壁部S120Cと、第1壁部S110C及び第2壁部S120Cそれぞれの両端間を接続するとともに前記閉断面において外方に膨出する二つの折返し壁部S130Cとを備えている。また、第1壁部S110Cの周方向中央部は、略V字形状の凹側の谷部(底部)S111Cとされている。
そして、第1壁部S110C及び第2壁部S120C間には、中空部S150Cが形成されている。
各折返し壁部S130Cが耳部eをなし、また、第2壁部S120Cの折り返し点である最下端縁が、ボトムラインbtをなしている。一対の耳部eは、トーションビーム10の長手方向に沿ってそれぞれ延在し、形状変化部12の一対の耳部eに連なっている。同様に、ボトムラインbtも、トーションビーム10の長手方向に沿って延在し、形状変化部12のボトムラインbtに連なっている。
As shown in FIG. 5C, the
A hollow portion S150C is formed between the first wall portion S110C and the second wall portion S120C.
Each folded wall portion S130C forms an ear portion e, and the lowermost lower end edge, which is a folded point of the second wall portion S120C, forms a bottom line bt. The pair of ears e extend along the longitudinal direction of the
折返し壁部S130Cは、図5Cにおいて矢印で示す範囲であり、それぞれが第1壁部側折返し点a2と第2壁部側折返し点b2との間に形成されている。
第1壁部側折返し点a2は、第1壁部S110Cの端縁と折返し壁部S130Cの端縁との接続点である。また、第2壁部側折返し点b2は、第2壁部S120Cの端縁と折返し壁部S130Cの端縁との接続点である。
The folded wall portion S130C is a range indicated by an arrow in FIG. 5C, and each is formed between the first wall portion side turning point a2 and the second wall portion side turning point b2.
The first wall portion side folding point a2 is a connection point between the end edge of the first wall portion S110C and the end edge of the folding wall portion S130C. Further, the second wall portion side folding point b2 is a connection point between the end edge of the second wall portion S120C and the end edge of the folding wall portion S130C.
図4に示すように、取付閉断面部13は、例えば、形状変化部12の長手方向外方(車両幅方向外方)に位置しており、略V字形状又は略U字形状の凹部を持たない略楕円形の閉断面を有している。
As shown in FIG. 4, the mounting
以下、本発明のトーションビーム製造方法及びトーションビーム製造装置の各実施形態について説明する。
まず、図6を参照して、トーションビーム10の製造工程の大まかな流れについて説明する。図6は、トーションビーム10の製造工程の一例を示すフローチャートであり、下記に示すようにステップS101~S105の各工程を経て製造される。
Hereinafter, embodiments of the torsion beam manufacturing method and the torsion beam manufacturing apparatus of the present invention will be described.
First, with reference to FIG. 6, the general flow of the manufacturing process of the
(1)まず、金属材料管を準備する(ステップS101)。準備する金属材料管としては、例えば、肉厚が均一の円形鋼管を用いることができる。
(2)次に、金属材料管のプレス加工工程を行う(ステップS102)。すなわち、金属材料管をプレス加工することによりトーションビーム素材M10を成形する。プレス加工は、周知のプレス加工機を使用することが可能である。
(3)ステップS102におけるプレス加工によって、前記トーションビーム素材M10が形成される(ステップS103)。このトーションビーム素材M10は、一定形状閉断面部11と、形状変化部12と、取付閉断面部13とを有し、一定形状閉断面部11と形状変化部12とを接続する接続部12A(接続領域)が形成されている。
(1) First, a metal material tube is prepared (step S101). As the metal material pipe to be prepared, for example, a circular steel pipe having a uniform wall thickness can be used.
(2) Next, a press working step of the metal material pipe is performed (step S102). That is, the torsion beam material M10 is formed by pressing the metal material tube. For press working, it is possible to use a well-known press working machine.
(3) The torsion beam material M10 is formed by the press working in step S102 (step S103). The torsion beam material M10 has a constant shape closed
以上のステップS101~S103により、一定形状閉断面部11(中央部)と、形状変化部12と、取付閉断面部13と、取付部14とを有するトーションビーム素材M10を用意する準備工程が完了する。なお、この準備工程を経て得られるトーションビーム素材M10の形状としては、ボトムラインbtが下側で耳部eが上側となる側面視をした場合に、下記(a)~(c)の何れであってもよい。
(a)長手方向に沿って真っ直ぐなトーションビーム素材M10。
(b)長手方向の全長に渡ってボトムラインbt側が凹となるように弓なりに反ったトーションビーム素材M10。
(c)長手方向において、形状変化部12の位置のみボトムラインbt側が凹となるように部分的に反っており、その他の部分は真っ直ぐであるトーションビーム素材M10。
By the above steps S101 to S103, the preparation step for preparing the torsion beam material M10 having the constant shape closed cross-section portion 11 (central portion), the
(A) A torsion beam material M10 that is straight along the longitudinal direction.
(B) A torsion beam material M10 that is curved in a bow shape so that the bottom line bt side is concave over the entire length in the longitudinal direction.
(C) The torsion beam material M10 is partially warped so that the bottom line bt side is concave only at the position of the
(4)上記準備工程後に行う耳部圧縮曲げ工程(以下、耳部圧縮曲げ加工とも言う)においては、トーションビーム素材M10に対し、少なくとも耳部eの位置に、圧縮歪みを加えるための曲げ加工を行う(ステップS104)。その際に加える圧縮歪みとしては、0.5%以上10%以下であることが好ましい。さらには、圧縮歪みの下限値設定としては、1%以上であることがより好ましい。また、圧縮歪みの上限値設定としては、2%未満であることがより好ましい。
すなわち、耳部eでの塑性変形が始まる圧縮歪みが0.5%であるため、耳部eに付与する圧縮歪みの下限値としては、0.5%以上を用いることができる。また、後述の実施例に示す検討結果より、圧縮歪みを1%以上にすることで十分な圧縮歪みを耳部eに付与することができる。
一方、圧縮歪みが10%を超えるとトーションビーム素材M10に座屈が生じる虞があることから、圧縮歪みの上限値設定としては、10%未満を用いることができる。また、一定形状閉断面部11及び形状変化部12のV字状またはU字状が開いて寸法精度が悪化することを防ぐ観点からは、圧縮歪みを2%未満に抑えることが好ましい。
なお、耳部eへの圧縮力は、トーションビーム素材M10の長手方向で、特に残留応力を低減させたい範囲のみに加えてもよいが、耳部eの全長にわたって加えた場合には、残留応力を全体的に漏れなく低減できる点でより好ましい。
(4) In the selvage compression bending step (hereinafter, also referred to as selvage compression bending process) performed after the preparatory step, the torsion beam material M10 is subjected to a bending process for applying compression strain at least at the position of the selvage e. (Step S104). The compression strain to be applied at that time is preferably 0.5% or more and 10% or less. Further, it is more preferable that the lower limit value of the compression strain is set to 1% or more. Further, it is more preferable that the upper limit value of the compression strain is set to less than 2%.
That is, since the compression strain at which the plastic deformation at the selvage e begins is 0.5%, 0.5% or more can be used as the lower limit of the compression strain applied to the selvage e. Further, from the examination results shown in Examples described later, it is possible to impart sufficient compression strain to the selvage e by setting the compression strain to 1% or more.
On the other hand, if the compression strain exceeds 10%, buckling may occur in the torsion beam material M10. Therefore, less than 10% can be used as the upper limit setting of the compression strain. Further, from the viewpoint of preventing the V-shape or U-shape of the constant shape closed
The compressive force on the selvage e may be applied only in the longitudinal direction of the torsion beam material M10 to a range in which the residual stress is particularly desired to be reduced, but when the compressive force is applied over the entire length of the selvage e, the residual stress is applied. It is more preferable in that it can be reduced without omission as a whole.
(5)上記説明のようにステップS104でトーションビーム素材M10の耳部圧縮曲げ加工をすることにより、トーションビーム10が成形される(ステップS105)。
なお、このステップS105で得られるトーションビーム10の形状としては、側面視した場合に、その用途や適用した耳部圧縮曲げ加工の内容によって、下記(d)~(f)の何れであってもよい。
(d)長手方向に沿って真っ直ぐなトーションビーム10。
(e)長手方向の全長に渡ってボトムラインbt側が凸となるように弓なりに反ったトーションビーム10。
(f)長手方向において、形状変化部12の位置のみボトムラインbt側が凸となるように局部的に反っており、その他の部分は真っ直ぐであるトーションビーム10。
(5) The
The shape of the
(D) A
(E) A
(F) A
以上説明の各工程のうち、ステップS104に示す耳部圧縮曲げ加工以外は各実施形態で共通のため、以下の各実施形態の説明においては、耳部圧縮曲げ加工を中心に説明を行う。 Of the steps described above, since the selvage compression bending process is common to each embodiment except for the selvage compression bending process shown in step S104, the selvage compression bending process will be mainly described in the following description of each embodiment.
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態及びその変形例について、図面を用いて以下に説明する。
図7は、本実施形態に係るトーションビーム製造装置50の縦断面図である。また、図8は、同トーションビーム製造装置50に備わる固定型51及び可動型52の閉じた状態を示す図であって、図7のA-A位置における縦断面図である。
なお、このトーションビーム製造装置50は、主に耳部圧縮曲げ加工を行うものであるが、その前工程として、ステップS102に示したプレス加工も行えるように構成されていてもよい。ただし、トーションビーム素材M10の耳部eに生じる残留応力は、金属材料管をプレス加工によってV字またはU字に形成した後に生じるものであるから、プレス加工(ステップS102)と耳部圧縮曲げ加工(ステップS104)とを同時に行う構成は除く。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention and a modification thereof will be described below with reference to the drawings.
FIG. 7 is a vertical sectional view of the torsion
The torsion
トーションビーム製造装置50は、主に上記ステップS104の耳部圧縮曲げ加工を行う装置であり、固定型(第2の金型)51と可動型(第1の金型)52と駆動部(駆動機構)53とを備えている。
固定型51は、図8に示すように、トーションビーム素材M10のボトムラインbt側、すなわち閉断面が凸となる下面側を支持する凹溝51aが形成された金型であり、定位置に固定されている。凹溝51aは、トーションビーム素材M10が配置される、一方向に沿って縦断面が直線的に長い凹溝である。一方、この凹溝51aをその長手方向に垂直な断面で見た場合の断面形状は、一定形状閉断面部11、形状変化部12、取付閉断面部13、の各部におけるボトムラインbt側の外形に合致した形状となっている。
The torsion
As shown in FIG. 8, the fixed
ただし、本実施形態では、耳部圧縮曲げ加工前のトーションビーム素材M10が、図9に示すように、長手方向の全長に渡ってボトムラインbt側が凹となるように弓なりに反っている。そのため、凹溝51a内にトーションビーム素材M10を載置した際には、その両端位置での2点支持となり、一定形状閉断面部11及び形状変化部12が凹溝51aより若干浮き上がった状態となる。そして、耳部圧縮曲げ加工後では、図8に示すように、一定形状閉断面部11及び形状変化部12を含めて全長に渡ってボトムラインbt側の全面が凹溝51aに面接触して支持される。
よって、耳部圧縮曲げ加工前における一定形状閉断面部11の凹溝51aに対する浮き上がりの寸法が、耳部圧縮曲げ加工を行う際の加工代となる。この加工代は、本実施形態の場合、トーションビーム素材M10の反り具合により定まるため、ステップS102後におけるトーションビーム素材M10の反り具合(曲率)を調整することによって、耳部eに加える圧縮歪みを制御することが可能である。
However, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, the torsion beam material M10 before the selvage compression bending process is curved in a bow shape so that the bottom line bt side is concave over the entire length in the longitudinal direction. Therefore, when the torsion beam material M10 is placed in the
Therefore, the dimension of the raised portion of the fixed shape closed
可動型52は、駆動部53に取り付けられており、駆動部53の駆動力を受けることで、固定型51に対して相対的に接近離間する。
可動型52の下面形状は、図7に示す側面視した場合、長手方向に沿った中央部52aが直線形状をなしており、そしてこの中央部52aの両隣に連なる一対の両側部52bにおいては固定型51から離れる方向に反った傾斜形状をなしている。中央部52aは、一定形状閉断面部11を直線状にした際の凹溝の長さに対応した長さ寸法となっている。また、両側部52bは、形状変化部12を直線状にした際の凹溝の長さ及び傾斜角度に対応した形状寸法となっている。
The
The lower surface shape of the
一方、可動型52の下面形状をその長手方向に垂直な断面で見た場合、例えば図8に示す中央部52aでは、一定形状閉断面部11の凹溝に対応したV字又はU字の凸形状を有している。同様に、両側部52bでは、形状変化部12の凹溝に対応したV字又はU字の凸形状を有している。なお、可動型52における中央部52aの高さは、その長手方向において概ね一定であるが、両側部52bの高さは、中央部52aから離れるに従って徐々に低くなる。
また、図8に示すように、可動型52の下面には、中央部52aの両側に連なってかつトーションビーム素材M10の耳部に対応する断面形状をなす一対の凹溝52cが形成されている。これら凹溝52cは、中央部52aと共にトーションビーム素材M10の耳部e側を押圧可能な断面形状を有している。
On the other hand, when the lower surface shape of the
Further, as shown in FIG. 8, on the lower surface of the
以上説明の構成を有するトーションビーム製造装置50によれば、耳部圧縮曲げ加工をトーションビーム素材M10に行うことで、耳部の残留応力を低減または除去することができる。その詳細について、図7及び図9を用いて説明する。なお、図9に示す符号S1,S2は、固定型51による支持点を示す。
耳部圧縮曲げ加工では、まず、図7及び図9(A)に示すように、固定型51内に配置されたトーションビーム素材M10に向かって、可動型52を駆動部53の駆動力により接近させる。すると、可動型52の中央部52aが一定形状閉断面部11の長手方向の一点(白抜き矢印の位置)において当接する。この状態よりさらに可動型52を押し付けていくと、トーションビーム素材M10は、反りが減って真っ直ぐに矯正されていく。この際、可動型52の中央部52aとトーションビーム素材M10の一定形状閉断面部11との間における当接部分の範囲も徐々に広がっていき、ついには両側部52bが形状変化部12の凹溝内に合致する。この時点が可動型52の下死点となり、図9(B)に示すように、トーションビーム素材M10が真っ直ぐに矯正され、ボトムラインbtがその全長に渡って固定型51の凹溝51aに合致する。
According to the torsion
In the selvage compression bending process, first, as shown in FIGS. 7 and 9A, the
このようにしてトーションビーム素材M10が真っ直ぐに矯正される際、中心軸線CLよりも下側では長手方向に沿った引っ張り力が加わり、また中心軸線よりも上側では長手方向に沿った圧縮力が加わる。この時に生じる圧縮力がトーションビーム素材M10の耳部eに加わることで、耳部eの残留応力が低減または除去される。しかも、耳部eに加わる圧縮力により、耳部eが増肉して板厚が増す。よって、残留応力の低減または除去に加えて板厚が増すことにより、耳部eの機械的強度を高めることが可能となる。
以上説明のように、本実施形態のトーションビーム製造装置を用いたトーションビーム製造方法によれば、金属材料管自体の肉厚を増すことなく簡単な加工で耳部の強度を高めることができるので、軽量で疲労特性に優れたトーションビームを効率的に製造することが可能となる。
When the torsion beam material M10 is straightened in this way, a tensile force along the longitudinal direction is applied below the central axis CL, and a compressive force along the longitudinal direction is applied above the central axis. The compressive force generated at this time is applied to the selvage portion e of the torsion beam material M10, so that the residual stress of the selvage portion e is reduced or removed. Moreover, due to the compressive force applied to the selvage portion e, the selvage portion e is thickened and the plate thickness is increased. Therefore, it is possible to increase the mechanical strength of the selvage e by increasing the plate thickness in addition to reducing or removing the residual stress.
As described above, according to the torsion beam manufacturing method using the torsion beam manufacturing apparatus of the present embodiment, the strength of the ear portion can be increased by simple processing without increasing the wall thickness of the metal material tube itself, so that the weight is lightweight. It is possible to efficiently manufacture a torsion beam having excellent fatigue characteristics.
以上説明の本実施形態の骨子を以下に纏める。
本実施形態のトーションビーム製造方法は、長手方向に直交する断面が長手方向の任意位置において、耳部eを有する略V字形状または略U字形状の閉断面である一定形状閉断面部11(中央部)と、一定形状閉断面部11に連なり、耳部eを有してかつ、閉断面が長手方向に沿って漸次変化する形状変化部12と、を備えたトーションビーム10を製造する方法である。そして、このトーションビーム製造方法は、一定形状閉断面部11及び形状変化部12を有するトーションビーム素材M10を用意する準備工程と;トーションビーム素材M10の全長に対して、形状変化部12の耳部eが曲げの内側となるように曲げを加える耳部圧縮曲げ工程と;を有する。
上記トーションビーム製造方法によれば、トーションビーム素材M10に対し、形状変化部12の耳部eが曲げの内側となるように曲げを加えることで、トーションビーム素材M10の耳部eに、長手方向に沿った圧縮力が加えられる。この圧縮力により、耳部eの残留応力を低減または除去することができる。さらに、圧縮力により耳部eを増肉することもできる。したがって、軽量で疲労特性に優れたトーションビーム10を効率的に製造することができる。
The outline of this embodiment described above is summarized below.
In the torsion beam manufacturing method of the present embodiment, the fixed cross-section portion 11 (center), which is a substantially V-shaped or substantially U-shaped closed cross section having the selvage portion e at an arbitrary position in the longitudinal direction in which the cross section orthogonal to the longitudinal direction is an arbitrary position in the longitudinal direction. This is a method for manufacturing a
According to the above-mentioned torsion beam manufacturing method, the torsion beam material M10 is bent so that the selvage portion e of the
前記耳部圧縮曲げ工程では、少なくとも形状変化部12の耳部eに対し、長手方向で0.5%以上10%以下の圧縮歪みを付与している。
その結果、耳部eの残留応力をより確実に低減または除去することが可能になる。
In the selvage compression bending step, at least the selvage e of the
As a result, the residual stress of the selvage e can be more reliably reduced or removed.
前記準備工程で、ボトムラインbtが長手方向の全長に渡って凹状に反ったトーションビーム素材を用意し;前記耳部圧縮曲げ工程で、ボトムラインbtの凹状の曲がりを減じる曲げをトーションビーム素材M10に加えることにより、ボトムラインbtを直線状にしている。
その結果、直線状のトーションビーム10を得ることが出来る。
In the preparatory step, a torsion beam material in which the bottom line bt is curved in a concave shape over the entire length in the longitudinal direction is prepared; in the selvage compression bending step, a bending that reduces the concave bending of the bottom line bt is added to the torsion beam material M10. As a result, the bottom line bt is made linear.
As a result, a
本実施形態のトーションビーム製造装置50は、一定形状閉断面部11及び形状変化部12が形成されたトーションビーム素材M10のうち、一定形状閉断面部11の位置における耳部側に当接する可動型52と;形状変化部12よりも一定形状閉断面部11から遠い位置のボトムラインbt側に当接する固定型51と;固定型51に対して可動型52を相対的に接近させる駆動部53と;を備える。
上記トーションビーム製造装置50によれば、駆動部53によって可動型52を固定型51に対して接近させることにより、トーションビーム素材M10の耳部eに、長手方向に沿った圧縮力が加えられる。この圧縮力により、耳部eの残留応力を低減または除去することができる。さらに、圧縮力により耳部eを増肉することもできる。したがって、軽量で疲労特性に優れたトーションビーム10を効率的に製造することができる。
The torsion
According to the torsion
なお、上記実施形態では、トーションビーム素材M10の反り量により、耳部eに加える圧縮歪みを所定範囲内に調整していたが、可動型52の移動量を制御することにより、耳部eの圧縮歪みを制御してもよい。すなわち、駆動部53による、固定型51に対する可動型52の相対接近量を制御して、形状変化部12の耳部eにおける長手方向に沿った圧縮歪みを0.5%以上10%以下にする制御機構(不図示)をさらに備えてもよい。
この場合も、耳部eの残留応力を確実に低減または除去することが可能になる。
In the above embodiment, the compression strain applied to the selvage e is adjusted within a predetermined range by the warp amount of the torsion beam material M10, but the compression of the selvage e is performed by controlling the movement amount of the
In this case as well, the residual stress of the selvage e can be reliably reduced or removed.
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態及びその変形例について、図10及び図11を用いて以下に説明する。なお、図10は、本実施形態に係るトーションビーム製造方法の一工程である耳部圧縮曲げ加工を示す縦断面図であって、(A)が耳部圧縮曲げ加工前を示し、(B)が耳部圧縮曲げ加工後を示す。なお、図10の(A)及び(B)は、図9の(A)及び(B)に相当する図面であり、トーションビーム製造装置50の図示を省略している。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention and a modification thereof will be described below with reference to FIGS. 10 and 11. 10A and 10B are vertical cross-sectional views showing selvage compression bending, which is one step of the torsion beam manufacturing method according to the present embodiment. FIG. 10A shows before selvage compression bending, and FIG. 10B shows the selvage compression bending process. The figure after the selvage compression bending process is shown. Note that FIGS. 10A and 10B are drawings corresponding to FIGS. 9A and 9B, and the torsion
上記第1実施形態の耳部圧縮曲げ工程では、長手方向の全長に渡ってボトムラインbt側が凹となるように弓なりに反ったトーションビーム素材M10を曲げ加工した。これに対し、本実施形態では、長手方向において、形状変化部12の位置のみボトムラインbt側が凹となるように部分的に反っており、その他の部分が真っ直ぐであるトーションビーム素材M10を、長手方向に沿って真っ直ぐなトーションビーム10に曲げ加工する。
In the selvage compression bending step of the first embodiment, the torsion beam material M10 warped in a bow shape was bent so that the bottom line bt side was concave over the entire length in the longitudinal direction. On the other hand, in the present embodiment, the torsion beam material M10 is partially warped so that the bottom line bt side is concave only at the position of the
すなわち、本実施形態の準備工程では、図10(A)に示す形状を有するトーションビーム素材M10を用意し、前記トーションビーム製造装置50の前記固定型51内に配置する。
図10(A)に示すように、耳部圧縮曲げ加工前におけるトーションビーム素材M10を側面視した際の中心軸線CLは、一定形状閉断面部11においては直線をなし、形状変化部12においてはボトムラインbt側が凹形状をなすように反った曲線をなし、取付閉断面部13においては直線をなしている。
なお、トーションビーム素材M10を支持する位置としては、トーションビーム素材M10の長手方向に沿って見た場合に、取付閉断面部13が存在する範囲内でかつ形状変化部12に近い位置の2つの支持点S1,S2であることが好ましい。この2点支持を固定型51で行うためには、図7に示した凹溝51a内に、支持点S1,S2に対応する位置に突起を設けてトーションビーム素材M10をその下方より支持する形態が考えられる。
That is, in the preparation step of the present embodiment, the torsion beam material M10 having the shape shown in FIG. 10A is prepared and arranged in the fixed
As shown in FIG. 10A, the central axis CL when the torsion beam material M10 before the compression bending process of the ear portion is viewed from the side is a straight line in the constant shape closed
The positions for supporting the torsion beam material M10 are two support points within the range where the mounting closed
続く耳部圧縮曲げ工程では、図10(A)の白抜き矢印に示すように、トーションビーム素材M10の長手方向範囲のうち、一定形状閉断面部11の範囲を均等の力で加圧する。すなわち、図7に示した前記可動型52を一定形状閉断面部11に押し付ける。すると、一定形状閉断面部11の直線形状が保たれたまま、形状変化部12の曲がりが真っ直ぐに矯正され、図10(B)に示すトーションビーム10が得られる。その際、形状変化部12の耳部eに対し、軸線CLに沿った方向の圧縮力が加えられる。この圧縮力により、耳部eの残留応力が低減または除去される。
In the subsequent selvage compression bending step, as shown by the white arrow in FIG. 10A, the range of the fixed shape closed
なお、形状変化部12への曲げは、例えば図11に示す変形例によっても同様に加えることが出来る。図11において、(A)が耳部圧縮曲げ加工前を示し、(B)が耳部圧縮曲げ加工後を示している。
この変形例では、前記固定型51の代わりに分割型51Aを採用している。分割型51Aは、トーションビーム素材M10における一定形状閉断面部11のボトムラインbt側を支える中央型51A1と、この中央型51A1の両隣に隣接配置され、支持ピン51A3回りに回動する端部型51A2とを備えている。
The bending to the
In this modification, the
この変形例による耳部圧縮曲げ工程では、まず、中央型51A1上にトーションビーム素材M10を載置する。この際、両方の端部型51A2を支持ピン51A3回りの下方に向けて下げておく。この状態で、今度は可動型52を下降させて中央型51A1との間に一定形状閉断面部11を挟み込むことで、図11(A)に示す状態となる。
続いて、図11(B)に示すように、両方の端部型51A2を支持ピン51A3回りの上方に向けて回動させる。すると、各端部型51A2が取付閉断面部13のボトムラインbt側を上方に向かって押し上げるので、各形状変化部12の耳部eに対し、軸線CLに沿った方向の圧縮力が加えられる。この圧縮力により、耳部eの残留応力が低減または除去される。
In the selvage compression bending step according to this modification, first, the torsion beam material M10 is placed on the central mold 51A1. At this time, both end molds 51A2 are lowered toward the lower side around the support pin 51A3. In this state, the
Subsequently, as shown in FIG. 11B, both end molds 51A2 are rotated upward around the support pin 51A3. Then, since each end type 51A2 pushes up the bottom line bt side of the mounting
[第3実施形態]
本発明の第3実施形態及びその変形例について、図12及び図13を用いて以下に説明する。なお、図12は、本実施形態に係るトーションビーム製造方法の一工程である耳部圧縮曲げ加工を示す縦断面図であって、(A)が耳部圧縮曲げ加工前を示し、(B)が耳部圧縮曲げ加工後を示す。なお、図12の(A)及び(B)は、図9の(A)及び(B)に相当する図面であり、トーションビーム製造装置50の図示を省略している。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention and a modification thereof will be described below with reference to FIGS. 12 and 13. 12A and 12B are vertical cross-sectional views showing selvage compression bending, which is one step of the torsion beam manufacturing method according to the present embodiment, in which FIG. 12A shows before selvage compression bending, and FIG. 12B shows the selvage compression bending process. The figure after the selvage compression bending process is shown. Note that FIGS. 12A and 12B are drawings corresponding to FIGS. 9A and 9B, and the torsion
上記第1実施形態の耳部圧縮曲げ工程では、長手方向の全長に渡ってボトムラインbt側が凹となるように弓なりに反ったトーションビーム素材M10を曲げ加工した。これに対し、本実施形態では、長手方向の全長に渡って真っ直ぐなトーションビーム素材M10を、長手方向の全長に渡ってボトムラインbt側が凸となるように弓なりに反ったトーションビーム10に曲げ加工する。
In the selvage compression bending step of the first embodiment, the torsion beam material M10 warped in a bow shape was bent so that the bottom line bt side was concave over the entire length in the longitudinal direction. On the other hand, in the present embodiment, the torsion beam material M10 that is straight over the entire length in the longitudinal direction is bent into a
すなわち、本実施形態の準備工程では、図12(A)に示すように、トーションビーム素材M10を用意し、前記トーションビーム製造装置50の前記固定型51内に配置する。
図12(A)に示すように、耳部圧縮曲げ加工前におけるトーションビーム素材M10を側面視した際の中心軸線CLは、一定形状閉断面部11、形状変化部12、そして取付閉断面部13の全てにおいて直線をなしている。
なお、トーションビーム素材M10を支持する位置としては、トーションビーム素材M10の長手方向に沿って見た場合に、取付閉断面部13が存在する範囲内でかつ形状変化部12に近い位置にある2つの支持点S1,S2であることが好ましい。この2点支持を固定型51で行うためには、図7に示した凹溝51a内に、支持点S1,S2に対応する位置に突起を設けてトーションビーム素材M10をその下方より支持する形態が考えられる。
That is, in the preparation step of the present embodiment, as shown in FIG. 12A, the torsion beam material M10 is prepared and arranged in the fixed
As shown in FIG. 12A, the central axis CL when the torsion beam material M10 before the selvage compression bending process is viewed from the side is the fixed shape closed
As the positions for supporting the torsion beam material M10, when viewed along the longitudinal direction of the torsion beam material M10, two supports within the range where the mounting closed
続く耳部圧縮曲げ工程では、図12(A)の白抜き矢印に示すように、トーションビーム素材M10の長手方向に沿って見た場合に、一定形状閉断面部11の長手方向中央位置を下方に向かって加圧する。このような加圧をするための前記可動型52の下部形状としては、その長手方向中央位置がトーションビーム素材M10に向かって最も近付くように弓なりに凸となる形状を採用することができる。
可動型52によって加圧されたトーションビーム素材M10は、そのボトムラインbt側が凸となるように弓なりに湾曲し、図12(B)に示すトーションビーム10が得られる。その際、形状変化部12の耳部eに対し、軸線CLに沿った方向の圧縮力が加えられる。この圧縮力により、耳部eの残留応力が低減または除去される。
In the subsequent selvage compression bending step, as shown by the white arrow in FIG. 12 (A), when viewed along the longitudinal direction of the torsion beam material M10, the central position in the longitudinal direction of the fixed shape closed
The torsion beam material M10 pressurized by the
なお、図12の形態と同様の曲げは、例えば図13に示す変形例によっても加えることが出来る。図13においては、(A)が耳部圧縮曲げ加工前を示し、(B)が耳部圧縮曲げ加工後を示している。
この変形例では、前記固定型51の代わりに分割型51Bを採用している。分割型51Bは、トーションビーム素材M10における一定形状閉断面部11のボトムラインbt側を支える中央型51B1と、この中央型51B1の両隣に隣接配置され、上下動する端部型51B2とを備えている。なお、図13では可動型52の図示を省略しているが、上記第3実施形態と同様に、その長手方向中央位置がトーションビーム素材M10に向かって最も近付くように弓なりに凸となる形状を採用することが好ましい。
It should be noted that the same bending as in the form of FIG. 12 can be added by, for example, the modification shown in FIG. In FIG. 13, (A) shows before the selvage compression bending process, and (B) shows after the selvage compression bending process.
In this modification, the
この変形例による耳部圧縮曲げ工程では、まず、図13(A)に示すように、中央型51B1の上面とその両隣に隣接配置された端部型51B2の各上面とを同じ高さにした状態で、トーションビーム素材M10を載置する。
続いて、分割型51上のトーションビーム素材M10の長手方向中央位置を、その上方より可動型52によって押さえ込む。すなわち、中央型51B1と可動型52との間にトーションビーム素材M10の中央位置を挟み込む。その結果、図13(A)に示す状態となる。
続いて、図13(B)に示すように、両方の端部型51B2を、中央型51B1に対して相対的に上昇させる。すると、各端部型51B2が取付閉断面部13のボトムラインbtを上方に向かって押し上げるので、各形状変化部12の耳部eに対し、軸線CLに沿った方向の圧縮力が加えられる。この圧縮力により、耳部eの残留応力が低減または除去される。
In the selvage compression bending step according to this modification, first, as shown in FIG. 13A, the upper surface of the central mold 51B1 and the upper surfaces of the end molds 51B2 arranged adjacent to each other are set to the same height. In this state, the torsion beam material M10 is placed.
Subsequently, the central position of the torsion beam material M10 on the split die 51 in the longitudinal direction is pressed by the
Subsequently, as shown in FIG. 13B, both end molds 51B2 are raised relative to the central mold 51B1. Then, since each end type 51B2 pushes up the bottom line bt of the mounting
本実施形態の他の変形例として、図14を示す。図14においては、(A)が耳部圧縮曲げ加工前を示し、(B)が耳部圧縮曲げ加工後を示している。
この変形例では、前記固定型51の代わりに分割型51Cを採用している。分割型51Cは、トーションビーム素材M10における一定形状閉断面部11のボトムラインbt側を支える中央型51C1と、この中央型51C1の両隣に隣接配置され、支持ピン51C3回りに回動する端部型51C2とを備えている。なお、図14では可動型52の図示を省略しているが、上記第3実施形態と同様に、その長手方向中央位置がトーションビーム素材M10に向かって最も近付くように弓なりに凸となる形状を採用することが好ましい。
FIG. 14 shows another modification of the present embodiment. In FIG. 14, (A) shows before the selvage compression bending process, and (B) shows after the selvage compression bending process.
In this modification, the
この変形例による耳部圧縮曲げ工程では、まず、図14(A)に示すように、中央型51C1の上面とその両隣に隣接配置された端部型51C2の各上面とを同じ高さにした状態で、トーションビーム素材M10を載置する。
続いて、分割型51C上のトーションビーム素材M10の長手方向中央位置を、その上方より可動型52によって押さえ込む。すなわち、中央型51C1と可動型52との間に、トーションビーム素材M10の中央位置を挟み込む。その結果、図14(A)に示す状態となる。
続いて、図14(B)に示すように、両方の端部型51C2を支持ピン51C3回りの上方に向けて回動させる。すると、各端部型51C2が取付閉断面部13のボトムラインbt側を上方に向かって押し上げるので、各形状変化部12の耳部に対し、軸線CLに沿った方向の圧縮力が加えられる。この圧縮力により、耳部eの残留応力が低減または除去される。
In the selvage compression bending step according to this modification, first, as shown in FIG. 14A, the upper surface of the central mold 51C1 and the upper surfaces of the end molds 51C2 arranged adjacent to each other are set to the same height. In this state, the torsion beam material M10 is placed.
Subsequently, the central position of the torsion beam material M10 on the split die 51C in the longitudinal direction is pressed by the
Subsequently, as shown in FIG. 14 (B), both end molds 51C2 are rotated upward around the support pin 51C3. Then, since each end type 51C2 pushes up the bottom line bt side of the mounting
[第4実施形態]
本発明の第4実施形態及びその変形例について、図15及び図16を用いて以下に説明する。なお、図15は、本実施形態に係るトーションビーム製造方法の一工程である耳部圧縮曲げ加工を示す縦断面図であって、(A)が耳部圧縮曲げ加工前を示し、(B)が耳部圧縮曲げ加工後を示す。なお、図15の(A)及び(B)は、図9の(A)及び(B)に相当する図面であり、トーションビーム製造装置50の図示を省略している。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment of the present invention and a modification thereof will be described below with reference to FIGS. 15 and 16. 15A and 15B are vertical cross-sectional views showing selvage compression bending, which is one step of the torsion beam manufacturing method according to the present embodiment, in which FIG. 15A shows before selvage compression bending, and FIG. 15B shows the selvage compression bending process. The figure after the selvage compression bending process is shown. Note that FIGS. 15A and 15B are drawings corresponding to FIGS. 9A and 9B, and the torsion
上記第1実施形態の耳部圧縮曲げ工程では、長手方向の全長に渡ってボトムラインbt側が凹となるように弓なりに反ったトーションビーム素材M10を曲げ加工した。これに対し、本実施形態では、長手方向の全長に渡って真っ直ぐなトーションビーム素材M10を、一定形状閉断面部11では直線形状を保ったまま、形状変化部12をそのボトムラインbt側が凸となるように弓なりに反らせる曲げ加工を加える。
In the selvage compression bending step of the first embodiment, the torsion beam material M10 warped in a bow shape was bent so that the bottom line bt side was concave over the entire length in the longitudinal direction. On the other hand, in the present embodiment, the bottom line bt side of the
すなわち、本実施形態の準備工程では、図15(A)に示す直線形状を有するトーションビーム素材M10を用意し、前記トーションビーム製造装置50の前記固定型51内に配置する。
図15(A)に示すように、耳部圧縮曲げ加工前におけるトーションビーム素材M10は、側面視した際の中心軸線CLが、一定形状閉断面部11、形状変化部12、そして取付閉断面部13の全てにおいて直線をなしている。
このトーションビーム素材M10を支持する位置としては、トーションビーム素材M10の長手方向に沿って見た場合、取付閉断面部13が存在する範囲内でかつ形状変化部12に近い位置の2つの支持点S1,S2であることが好ましい。この2点支持を固定型51で行うためには、図7に示した凹溝51a内に、支持点S1,S2に対応する位置に突起を設けてトーションビーム素材M10をその下方より支持する形態が考えられる。
That is, in the preparation step of the present embodiment, the torsion beam material M10 having a linear shape shown in FIG. 15A is prepared and arranged in the fixed
As shown in FIG. 15A, in the torsion beam material M10 before the selvage compression bending process, the central axis CL when viewed from the side is a constant shape closed
As the positions for supporting the torsion beam material M10, when viewed along the longitudinal direction of the torsion beam material M10, two support points S1 at positions within the range where the mounting closed
続く耳部圧縮曲げ工程では、図15(A)の白抜き矢印に示すように、トーションビーム素材M10の長手方向に沿って見た場合に、一定形状閉断面部11の範囲を均等の力で加圧する。すなわち、図7に示した前記可動型52を一定形状閉断面部11に押し付ける。
可動型52によって加圧されたトーションビーム素材M10は、各形状変化部12のそれぞれにおいてボトムラインbt側が凸となるように弓なりに湾曲するが、一定形状閉断面部11は直線形状に保たれる。このようにして図15(B)に示すトーションビーム10が得られるが、その際、形状変化部12の耳部eに対し、軸線CLに沿った方向の圧縮力が加えられる。この圧縮力により、耳部eの残留応力が低減または除去される。
In the subsequent selvage compression bending step, as shown by the white arrow in FIG. 15 (A), when viewed along the longitudinal direction of the torsion beam material M10, the range of the fixed shape closed
The torsion beam material M10 pressurized by the
なお、図15の形態と同様の曲げは、例えば図16に示す変形例によっても加えることが出来る。図16においては、(A)が耳部圧縮曲げ加工前を示し、(B)が耳部圧縮曲げ加工後を示している。
この変形例による耳部圧縮曲げ工程では、まず、図16(A)に示すように、トーションビーム素材M10の一定形状閉断面部11の部分のみをその全長にわたり、上下より金型(不図示)で挟持する。
続いて、図16(B)に示すように、各取付閉断面部13のボトムラインbt側を上方に向かって押し上げることで、各形状変化部12をボトムラインbt側が凸となるように弓なりに反らせる曲げ加工を加える。その結果、各形状変化部12の耳部eに対し、軸線CLに沿った方向の圧縮力が加えられる。この圧縮力により、耳部eの残留応力が低減または除去される。
It should be noted that the same bending as in the form of FIG. 15 can be added by, for example, the modification shown in FIG. In FIG. 16, (A) shows before the selvage compression bending process, and (B) shows after the selvage compression bending process.
In the selvage compression bending step according to this modification, first, as shown in FIG. 16 (A), only the portion of the constant-shaped
Subsequently, as shown in FIG. 16B, by pushing up the bottom line bt side of each mounting
[第5実施形態]
本発明の第5実施形態について、図17を用いて以下に説明する。なお、図17は、本実施形態に係るトーションビーム製造方法の一工程である耳部圧縮曲げ加工を示す縦断面図であって、(A)が耳部圧縮曲げ加工前を示し、(B)が耳部圧縮曲げ加工後を示す。なお、図17の(A)及び(B)は、図9の(A)及び(B)に相当する図面であり、トーションビーム製造装置50の図示を省略している。
本実施形態の耳部圧縮曲げ加工では、長手方向の全長に渡ってボトムラインbt側が凹となるように弓なりに反ったトーションビーム素材M10を用意し、このトーションビーム素材M10を、その長手方向の全長に渡ってボトムラインbt側が凸となるように、耳部圧縮曲げ加工前とは逆向きに、弓なりに反らせる曲げ加工を行う。
[Fifth Embodiment]
A fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 17A and 17B are vertical cross-sectional views showing selvage compression bending, which is one step of the torsion beam manufacturing method according to the present embodiment, in which FIG. 17A shows before selvage compression bending, and FIG. 17B shows the selvage compression bending process. The figure after the selvage compression bending process is shown. Note that FIGS. 17A and 17B are drawings corresponding to FIGS. 9A and 9B, and the torsion
In the selvage compression bending process of the present embodiment, a torsion beam material M10 that is curved in a bow shape so that the bottom line bt side is concave over the entire length in the longitudinal direction is prepared, and the torsion beam material M10 is applied to the overall length in the longitudinal direction. Bending is performed in the direction opposite to that before the selvage compression bending so that the bottom line bt side is convex over the bow.
すなわち、本実施形態の準備工程では、図17(A)に示す形状を有するトーションビーム素材M10を用意し、前記トーションビーム製造装置50の前記固定型51内に配置する。
図17(A)に示すように、耳部圧縮曲げ加工前におけるトーションビーム素材M10を側面視した際の中心軸線CLは、その全長にわたってボトムラインbt側が凹形状をなすように反った曲線をなしている。
なお、このトーションビーム素材M10を支持する位置としては、トーションビーム素材M10の長手方向に沿って見た場合に、取付閉断面部13が存在する範囲内でかつ形状変化部12に近い位置の2つの支持点S1,S2であることが好ましい。また、図17(B)に示すように、支持点S1,S2間の範囲を、これら支持点S1,S2の支持高さよりも下方に一定形状閉断面部11を押し下げる曲げ加工を行うため、固定型51の凹溝51a内の、支持点S1,S2間に対応する範囲を、その他の範囲よりも深くした形状を採用することが考えられる。
That is, in the preparation step of the present embodiment, the torsion beam material M10 having the shape shown in FIG. 17A is prepared and arranged in the fixed
As shown in FIG. 17 (A), the central axis CL when the torsion beam material M10 before the selvage compression bending process is viewed from the side forms a curved curve so that the bottom line bt side forms a concave shape over the entire length. There is.
As the positions for supporting the torsion beam material M10, when viewed along the longitudinal direction of the torsion beam material M10, two supports are provided within the range where the mounting closed
続く耳部圧縮曲げ工程では、図17(A)の白抜き矢印に示すように、トーションビーム素材M10の長手方向に沿って見た場合に、一定形状閉断面部11の中央位置を下方に向かって加圧する。すると、トーションビーム素材M10は、その中心軸線CLの全体的な形状が、上方に向かって凸となる形状から、直線形状を経て、さらに図17(B)に示すように下方に向かって凸となる形状に曲げ加工される。その際、形状変化部12の耳部eに対し、軸線CLに沿った方向の圧縮力が加えられる。この圧縮力により、耳部eの残留応力が低減または除去される。
なお、本実施形態では、トーションビーム素材M10をその下方より支持して上方から押し下げる場合について説明したが、この形態のみに限らない。例えば、トーションビーム素材M10の一定形状閉断面部11の中央位置を上方から押さえ込んだ状態で支持点S1,S2において取付閉断面部13を上方に押し上げたり、または、前記中央位置を上方から押し下げると同時に支持点S1,S2の位置において取付閉断面部13を上方に押し上げたりする、曲げ加工も採用可能である。
In the subsequent selvage compression bending step, as shown by the white arrow in FIG. 17 (A), the central position of the fixed shape closed
In the present embodiment, the case where the torsion beam material M10 is supported from below and pushed down from above has been described, but the present invention is not limited to this embodiment. For example, the mounting
[第6実施形態]
本発明の第6実施形態について、図18を用いて以下に説明する。なお、図18は、本実施形態に係るトーションビーム製造方法の一工程である耳部圧縮曲げ加工を示す縦断面図であって、(A)が耳部圧縮曲げ加工前を示し、(B)が耳部圧縮曲げ加工後を示す。なお、図18の(A)及び(B)は、図9の(A)及び(B)に相当する図面であり、トーションビーム製造装置50の図示を省略している。
本実施形態の耳部圧縮曲げ工程では、長手方向において、形状変化部12の位置のみボトムラインbt側が凹となるように部分的に反っており、その他の部分が真っ直ぐであるトーションビーム素材M10を、形状変化部12の位置のみボトムラインbt側が凸となるように部分的に反ったトーションビーム10に曲げ加工する。
[Sixth Embodiment]
A sixth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 18 is a vertical sectional view showing selvage compression bending, which is one step of the torsion beam manufacturing method according to the present embodiment, in which FIG. 18A shows before selvage compression bending, and FIG. 18B shows the selvage compression bending process. The figure after the selvage compression bending process is shown. Note that FIGS. 18A and 18B are drawings corresponding to FIGS. 9A and 9B, and the torsion
In the selvage compression bending step of the present embodiment, the torsion beam material M10 is partially warped so that the bottom line bt side is concave only at the position of the
すなわち、本実施形態の準備工程では、図18(A)に示す形状を有するトーションビーム素材M10を用意し、前記トーションビーム製造装置50の前記固定型51内に配置する。
図18(A)に示すように、耳部圧縮曲げ加工前におけるトーションビーム素材M10を側面視した際の中心軸線CLは、一定形状閉断面部11においては直線をなし、形状変化部12においてはボトムラインbt側が凹形状をなすように反った曲線をなし、取付閉断面部13においては直線をなしている。
なお、このトーションビーム素材M10を支持する位置としては、トーションビーム素材M10の長手方向に沿って見た場合に、取付閉断面部13が存在する範囲内でかつ形状変化部12に近い位置の2点S1,S2であることが好ましい。また、図18(B)に示すように、2点S1,S2間の部分を、これら2点S1,S2の支持高さよりも下方に押し下げる曲げ加工を行うため、固定型51の凹溝51aのうち、2点S1,S2間に対応する範囲を、その他の範囲よりも深く掘り下げるような形態の採用が考えられる。
That is, in the preparation step of the present embodiment, the torsion beam material M10 having the shape shown in FIG. 18A is prepared and arranged in the fixed
As shown in FIG. 18A, the central axis CL when the torsion beam material M10 before the compression bending process of the ear portion is viewed from the side is a straight line in the constant shape closed
The positions that support the torsion beam material M10 are two points S1 that are within the range where the mounting closed
続く耳部圧縮曲げ工程では、図18(A)の白抜き矢印に示すように、トーションビーム素材M10の長手方向に沿って見た場合に、一定形状閉断面部11の範囲を下方に向かって加圧する。すると、トーションビーム素材M10は、その中心軸線CLが、形状変化部12の2点においてはボトムラインbt側が凹となる形状から、直線形状を経て、さらに図18(B)に示すようにボトムラインbt側が凸となる形状に曲げ加工される。その際、形状変化部12の耳部eに対し、軸線CLに沿った方向の圧縮力が加えられる。この圧縮力により、耳部eの残留応力が低減または除去される。
なお、本実施形態では、トーションビーム素材M10をその下方より支持した上で一定形状閉断面部11の部分を上方から加圧する場合について説明したが、この形態のみに限らない。例えば、トーションビーム素材M10の一定形状閉断面部11を上方から押さえ込んだ状態で支持点S1,S2において取付閉断面部13を上方に押し上げる曲げ加工や、一定形状閉断面部11を上方から押し下げると同時に支持点S1,S2の位置で取付閉断面部13を上方に押し上げる曲げ加工なども、採用可能である。
In the subsequent selvage compression bending step, as shown by the white arrow in FIG. 18A, the range of the fixed shape closed
In the present embodiment, the case where the torsion beam material M10 is supported from below and the portion of the constant shape closed
以上説明の各実施形態のうち、例えば第3実施形態などのように最終的に曲がりを持ったトーションビーム10を得た場合、曲がりを減らすか又は直線形状に修正するために、逆向きの曲げをさらに与える曲げ戻し加工を行ってもよい。
すなわち、図6のフォローチャートに示した工程の代わりに、図19のフローチャートに示す工程を採用してもよい。図19のフローチャートが図6のフローチャートと異なる点は、耳部圧縮曲げ加工を行うステップS104に続いて、曲げ戻し加工を行うS104aを行うことにある。その他工程は同じであるため、同一符号を用いて重複説明を省略する。
Of the above-described embodiments, when the
That is, instead of the process shown in the follow chart of FIG. 6, the process shown in the flowchart of FIG. 19 may be adopted. The difference between the flowchart of FIG. 19 and the flowchart of FIG. 6 is that S104a, which performs bending back processing, is performed after step S104, which performs compression bending processing of the selvage portion. Since the other steps are the same, duplicate explanations will be omitted using the same reference numerals.
ステップS104aの曲げ戻し加工では、ステップS104の耳部圧縮曲げ工程後に、トーションビーム素材M10の少なくとも形状変化部12に対して、ボトムラインbtを直線状、または直線状に近付けるための曲げを加える。
この曲げを加える際、形状変化部12の耳部eに付与する引っ張り量を、耳部圧縮曲げ工程で形状変化部12の耳部eに付与する圧縮量より小さくしてもよい。この場合、耳部圧縮曲げ工程で得た耳部eでの増肉量を曲げ戻し加工によって大きく損なわずに済むため、形状変化部12での機械的強度を高いまま維持することが可能になる。
In the bending back processing of step S104a, after the selvage compression bending step of step S104, bending is added to at least the
When this bending is applied, the amount of pull applied to the selvage portion e of the
また、以上説明の各実施形態の耳部圧縮曲げ加工において耳部eに加える圧縮歪みとして、0.5%以上10%以下を例示した。この圧縮歪みの規定について、図20~図22の各ケースについて説明する。なお、各図において、(A)が耳部圧縮曲げ加工前のトーションビーム素材M10の側面図を示し、(B)が耳部圧縮曲げ加工後のトーションビーム10の側面図を示している。また、各図において、符号eが耳部を示し、符号btがボトムラインを示している。
まず、圧縮歪みについての基本的な考えとしては、まず、耳部圧縮曲げ加工によって耳部eが加工前に比べてどの程度縮んだかを示す差分を求める。そして、この差分を、トーションビーム素材M10の中心軸線CLの位置における全長で除算する。中心軸線CLの位置における全長は、耳部圧縮曲げ加工の前後で変わらないので、これを基準とする。
Further, as the compression strain applied to the selvage e in the selvage compression bending process of each of the above-described embodiments, 0.5% or more and 10% or less are exemplified. Regarding the definition of this compression strain, each case of FIGS. 20 to 22 will be described. In each figure, (A) shows a side view of the torsion beam material M10 before the selvage compression bending process, and (B) shows a side view of the
First, as a basic idea about the compression strain, first, a difference indicating how much the selvage e is shrunk compared to before the processing by the selvage compression bending process is obtained. Then, this difference is divided by the total length at the position of the central axis CL of the torsion beam material M10. Since the total length at the position of the central axis CL does not change before and after the selvage compression bending process, this is used as a reference.
例えば図20のケースは、図20(A)に示すようにボトムラインbt側が凹形状をなすように全長にわたって湾曲したトーションビーム素材M10を用意し、これを、図20(B)に示すように直線形状に曲げ変形させることで、耳部圧縮曲げ加工を行う場合である。この場合の圧縮歪み(%)を求めるには、まず、耳部eでの耳部圧縮曲げ加工前における長さL1(mm)から耳部圧縮曲げ加工後の長さL2(mm)を差し引いた差分D(mm)を求める。そして、差分D(mm)を、耳部圧縮曲げ加工前における長さL1(mm)で除算し、その結果に100を掛け算することで、圧縮歪み(%)が求められる。
ここで、耳部eでは長手方向に沿った圧縮が加わって差分D(mm)だけ短くなるため、L2<L1となる。また、中心軸線CLの位置では、長手方向に沿って圧縮も引っ張りも作用しないので、長さ寸法L3は耳部圧縮曲げ加工前後で変わらない。また、ボトムラインbtにおいては、長手方向に沿った引っ張りが加わるため、耳部圧縮曲げ加工後は耳部圧縮曲げ加工前よりも長くなる。
なお、図20(A)に示す曲げの曲率がトーションビーム素材M10の長手方向の各位置で一様であってかつL3=L2である場合、前記長さL1,L2の代わりに、曲率半径Re,Rcを用いて圧縮歪み(%)を求めることもできる。ここで、曲率半径Rcは、耳部圧縮曲げ加工前の中心軸線CLにおける曲線のものであり、また、曲率半径Reは、耳部圧縮曲げ加工前の耳部eにおける曲線のものである。上記前提の元、耳部eにおける圧縮歪み(%)は、100×(Rc-Re)/Rcで求められる。
For example, in the case of FIG. 20, a torsion beam material M10 curved over the entire length is prepared so that the bottom line bt side has a concave shape as shown in FIG. 20 (A), and this is a straight line as shown in FIG. 20 (B). This is a case where the selvage compression bending process is performed by bending and deforming the shape. In order to obtain the compression strain (%) in this case, first, the length L1 (mm) before the selvage compression bending process at the selvage e is subtracted from the length L2 (mm) after the selvage compression bending process. Find the difference D (mm). Then, the difference D (mm) is divided by the length L1 (mm) before the selvage compression bending process, and the result is multiplied by 100 to obtain the compression strain (%).
Here, in the selvage portion e, compression along the longitudinal direction is applied and the difference D (mm) is shortened, so that L2 <L1. Further, at the position of the central axis CL, neither compression nor pulling acts along the longitudinal direction, so that the length dimension L3 does not change before and after the selvage compression bending process. Further, since the bottom line bt is pulled along the longitudinal direction, it becomes longer after the selvage compression bending process than before the selvage compression bending process.
When the bending curvature shown in FIG. 20A is uniform at each position in the longitudinal direction of the torsion beam material M10 and L3 = L2, the radius of curvature Re, is replaced with the lengths L1 and L2. It is also possible to obtain the compression strain (%) using Rc. Here, the radius of curvature Rc is the curve at the central axis CL before the ear compression bending process, and the radius of curvature Re is the curve at the ear portion e before the ear compression bending process. Based on the above premise, the compression strain (%) in the selvage e is obtained by 100 × (Rc—Re) / Rc.
続いて、図21のケースについて説明する。このケースは、図21(A)に示すように全長にわたって直線形状のトーションビーム素材M10を用意し、これを、図21(B)に示すようにボトムラインbt側が凸形状をなすように全長にわたって湾曲した形状に曲げ変形させることで、耳部圧縮曲げ加工を行う場合である。この場合において圧縮歪み(%)を求めるには、まず、耳部eでの、耳部圧縮曲げ加工前における長さL1a(mm)から耳部圧縮曲げ加工後の長さL1b(mm)の差分D(mm)を求める。そして、差分D(mm)を、中心軸線CLの位置における全長L1a(mm)で除算し、その結果に100を掛け算することで、圧縮歪み(%)が求められる。ここで、図21(A)に示すトーションビーム素材M10は直管であるため、耳部eの位置における長さと中心軸線CLの位置における長さは、共に等しく、L1aとなる。
図21(B)に示す曲率半径Rc,Reで圧縮歪み(%)を求める場合、図21(B)に示す曲げの曲率がトーションビーム10の長手方向の各位置で一様であってかつ、取付部14が中心軸線CLに対して直交する場合、前記長さL1a,L1bの代わりに、曲率半径Re,Rcを用いて圧縮歪み(%)を求めることもできる。ここで、曲率半径Rcは、耳部圧縮曲げ加工前の中心軸線CLにおける曲線のものであり、また、曲率半径Reは、耳部圧縮曲げ加工前の耳部eにおける曲線のものである。上記設定の元、耳部eにおける圧縮歪み(%)は、100×(Re-Rc)/Reで求められる。
Subsequently, the case of FIG. 21 will be described. In this case, a torsion beam material M10 having a linear shape over the entire length is prepared as shown in FIG. 21 (A), and this is curved over the entire length so that the bottom line bt side forms a convex shape as shown in FIG. 21 (B). This is a case where the selvage compression bending process is performed by bending and deforming the shape. In this case, in order to obtain the compression strain (%), first, the difference between the length L1a (mm) before the selvage compression bending process and the length L1b (mm) after the selvage compression bending process in the selvage e. Find D (mm). Then, the difference D (mm) is divided by the total length L1a (mm) at the position of the central axis CL, and the result is multiplied by 100 to obtain the compression strain (%). Here, since the torsion beam material M10 shown in FIG. 21A is a straight tube, the length at the position of the selvage e and the length at the position of the central axis CL are both equal and become L1a.
When the compression strain (%) is obtained from the radii of curvature Rc and Re shown in FIG. 21B, the bending curvature shown in FIG. 21B is uniform at each position in the longitudinal direction of the
続いて、図22のケースについて説明する。このケースは、図22(A)に示すように全長にわたって直線形状のトーションビーム素材M10を用意し、これを、図22(B)に示すように、形状変化部12の部分のみ、ボトムラインbt側が凸形状をなすように湾曲した形状に曲げ変形をさせることで、耳部圧縮曲げ加工を行う場合である。この場合において形状変化部12の耳部での圧縮歪み(%)を求めるには、まず、耳部eでの、耳部圧縮曲げ加工前における長さL2a(mm)から耳部圧縮曲げ加工後の長さL2b(mm)の差分D(mm)を求める。そして、差分D(mm)を、中心軸線CLの位置における長さ寸法L2a(mm)で除算し、その結果に100を掛け算することで、圧縮歪み(%)が求められる。ここで、図22(A)に示すトーションビーム素材M10は直管であるため、形状変化部12の範囲において、耳部eの位置における長さと、中心軸線CLの位置における長さは、共に等しく、L2aとなる。
図22(B)に示す曲率半径Rc,Reを用いて形状変化部12における耳部eの圧縮歪み(%)を求める場合、前記長さL2a,L2bの代わりに、曲率半径Re,Rcを用いて圧縮歪み(%)を求めることもできる。ここで、曲率半径Rcは、耳部圧縮曲げ加工前の中心軸線CLにおける曲線のものであり、また、曲率半径Reは、耳部圧縮曲げ加工前の耳部eにおける曲線のものである。形状変化部12の耳部eにおける圧縮歪み(%)は、100×(Re-Rc)/Reで求められる。
Subsequently, the case of FIG. 22 will be described. In this case, as shown in FIG. 22 (A), a torsion beam material M10 having a linear shape over the entire length is prepared, and as shown in FIG. 22 (B), only the portion of the
When the compression strain (%) of the selvage portion e in the
以上に各ケースの圧縮歪みの求め方を説明したが、これら以外に、例えば図17に示した第5実施形態の場合には、図20に示したケースで求めた圧縮歪みと、図21に示したケースで求めた圧縮歪みを合算することで求められる。
また、図19で説明した曲げ戻しを行う場合には、曲げ戻しを行う前の耳部圧縮曲げ加工完了の時点で、上記圧縮歪みを満足できるようにすることが好ましい。
The method of obtaining the compression strain in each case has been described above. In addition to these, for example, in the case of the fifth embodiment shown in FIG. 17, the compression strain obtained in the case shown in FIG. 20 and the compression strain in FIG. 21 are shown. It is obtained by adding up the compression distortions obtained in the case shown.
Further, in the case of performing the bending back described with reference to FIG. 19, it is preferable that the compression strain can be satisfied at the time when the selvage compression bending process is completed before the bending back.
直線形状のトーションビーム素材を用意し、このトーションビーム素材を耳部圧縮曲げ加工して圧縮歪みを加えてトーションビームを得た場合に、耳部内の割れ危険部(図5Cの符号CPに示す点)においてどれだけ残留応力が減らせるかを、数値解析により求めた。その結果を、図23に示す。図23において、横軸が圧縮歪み(%)を示している。また、縦軸が、耳部内の割れ危険部における残留応力を、耳部圧縮曲げ加工を行わない場合を100%とした比率で示している。また、同図において、実線が、トーションビームの長手方向中央位置から取付部14に向かって250mmの位置における結果を示し、また、破線が、トーションビームの長手方向中央位置から取付部14に向かって400mmの位置における結果を示している。
When a linear torsion beam material is prepared and this torsion beam material is compression-bent to obtain a torsion beam by applying compression strain, which is the crack risk portion (point shown by the symbol CP in FIG. 5C) in the ear. It was determined by numerical analysis whether the residual stress could be reduced by the amount. The result is shown in FIG. In FIG. 23, the horizontal axis indicates the compression strain (%). Further, the vertical axis shows the residual stress in the selvage risk portion in the selvage portion at a ratio of 100% when the selvage compression bending process is not performed. Further, in the figure, the solid line shows the result at the position 250 mm from the longitudinal center position of the torsion beam toward the mounting
なお、計算条件としては、外径が90mmφ、長さが1200mm、板厚が2.8mm、引っ張り強度が690MPaのパイプを用いて、一定形状閉断面部、形状変化部、取付部を有するトーションビーム素材を設定した。そして、このトーションビーム素材に対して、耳部圧縮曲げ加工を行わない場合(圧縮歪み0%)と、耳部圧縮曲げ加工を行って圧縮歪みを1.0%、1.3%、2.6%、3.8%とした場合との合計5ケースについて、計算した。
図23より明らかであるように、耳部圧縮曲げ加工を行わない場合(圧縮歪み0%)に比べて、耳部圧縮曲げ加工を加えることにより残留応力を低減出来ることが確認された。特に、圧縮歪みを1%以上とした場合に、残留応力を大幅に低減できることが確認された。一方、圧縮歪みが1.3%以上では、残留応力を低く抑えられているものの、さらなる低減効果は見られないことも確認された。
以上説明の実施例より、本発明の耳部圧縮曲げ加工による圧縮歪み低減効果を確認することができた。
As calculation conditions, a torsion beam material having a constant shape closed cross section, a shape change part, and a mounting part using a pipe having an outer diameter of 90 mmφ, a length of 1200 mm, a plate thickness of 2.8 mm, and a tensile strength of 690 MPa. It was set. Then, when the selvage compression bending process is not performed on the torsion beam material (
As is clear from FIG. 23, it was confirmed that the residual stress can be reduced by adding the selvage compression bending process as compared with the case where the selvage compression bending process is not performed (
From the examples described above, it was possible to confirm the compression strain reduction effect of the selvage compression bending process of the present invention.
10 トーションビーム
11 一定形状閉断面部(中央部)
12 形状変化部
14 取付部(端部)
50 トーションビーム製造装置
51 固定型(第2の金型)
52 可動型(第1の金型)
53 駆動部(駆動機構)
54 伸び規制機構(第1の規制手段、第2の規制手段)
bt ボトムライン
e 耳部
M10 トーションビーム素材
10
12
50 Torsion
52 Movable mold (first mold)
53 Drive unit (drive mechanism)
54 Elongation regulation mechanism (first regulation means, second regulation means)
bt Bottom line e Ear M10 torsion beam material
Claims (6)
前記中央部及び前記形状変化部を有するトーションビーム素材を用意する準備工程と;
前記トーションビーム素材の前記耳部が曲げ変形加工の曲げの内側となるように曲げ、前記耳部に圧縮塑性変形を加えて前記耳部を増肉させる耳部圧縮曲げ工程と;
を有することを特徴とするトーションビーム製造方法。 A central portion having a substantially V-shaped or substantially U-shaped closed cross section having an ear portion and having an ear portion connected to the central portion and having a cross section orthogonal to the longitudinal direction at an arbitrary position in the longitudinal direction. , A method of manufacturing a torsion beam comprising a shape changing portion in which the closed cross section gradually changes along the longitudinal direction.
A preparatory step for preparing a torsion beam material having the central portion and the shape changing portion;
A selvage compression bending step in which the selvage portion of the torsion beam material is bent so as to be inside the bending of the bending deformation process, and the selvage portion is subjected to compressive plastic deformation to thicken the selvage portion.
A torsion beam manufacturing method characterized by having.
前記耳部圧縮曲げ工程で、前記ボトムラインの前記凹状の曲がりを減じる曲げを前記トーションビーム素材に加えることにより、前記ボトムラインを直線状にする;
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のトーションビーム製造方法。 In the preparation step, the torsion beam material having a concave bottom line is prepared;
In the selvage compression bending step, the bottom line is made linear by applying a bending to the torsion beam material to reduce the concave bending of the bottom line;
The torsion beam manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein the torsion beam is manufactured.
前記曲げ戻し工程で付与する引っ張り歪みを、前記耳部圧縮曲げ工程で付与する圧縮歪みよりも小さくする;
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のトーションビーム製造方法。 After the selvage compression bending step, there is further a bending back step of adding a bending to straighten the bottom line;
The tensile strain applied in the bending back step is made smaller than the compression strain applied in the selvage compression bending step;
The torsion beam manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein the torsion beam is manufactured.
前記中央部及び前記形状変化部が形成された前記トーションビーム素材の、前記中央部の位置における前記耳部側に当接する第1の金型と;
前記形状変化部よりも前記中央部から遠い位置のボトムライン側に当接する第2の金型と;
前記第1の金型及び前記第2の金型間を相対的に接近させる駆動機構と;
を備えることを特徴とするトーションビーム製造装置。 An apparatus for carrying out the torsion beam manufacturing method according to claim 1 .
With the first mold of the torsion beam material on which the central portion and the shape changing portion are formed, which abuts on the selvage side at the position of the central portion;
With the second mold that abuts on the bottom line side at a position farther from the central portion than the shape change portion;
With a drive mechanism that makes the first mold and the second mold relatively close to each other;
A torsion beam manufacturing apparatus characterized by being provided with.
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