JP7081282B2 - 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 - Google Patents

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。

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。

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。

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）。

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。

特開２０１１－６３５号公報 特開２００１－１２３２２７号公報 特開２００８－０６３６５６号公報 特開２０１３－０９１４３３号公報 国際公開第２０１０／１１４１７３号

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。

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。

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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

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。

本発明の一実施形態に係るトーションビーム式リアサスペンション装置の概略構成を示す斜視図である。 同トーションビーム式リアサスペンション装置に備わるトーションビームアッセンブリの概略構成を示す図であって、下方より見た斜視図である。 同トーションビームアッセンブリを構成するトーションビームの概略構成を示す斜視図である。 同トーションビームの形状変化部の概略構成を示す斜視図である。 同トーションビームを示す図であって、図４の矢視ＶＡ－ＶＡで見た場合の閉断面図である。 同トーションビームを示す図であって、図４の矢視ＶＢ－ＶＢで見た場合の閉断面図である。 同トーションビームを示す図であって、図４の矢視ＶＣ－ＶＣで見た場合の閉断面図である。 同トーションビームの製造工程を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係るトーションビーム製造装置の縦断面図である。 同トーションビーム製造装置に備わる可動型及び固定型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。 同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。 本発明の第２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。 同実施形態における耳部圧縮曲げ加工の変形例を示す図であって、（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。 本発明の第３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。 同実施形態における耳部圧縮曲げ加工を行う製造装置の一例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。 同実施形態における耳部圧縮曲げ加工を行う製造装置の他の例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。 本発明の第４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。 同実施形態に係る耳部圧縮曲げ加工の変形例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。 本発明の第５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。 本発明の第６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。 上記第３実施形態～上記第６実施形態に係るトーションビーム製造方法の変形例を示す図であって、曲げ戻しを行う場合のフローチャートである。 上記各実施形態の耳部圧縮曲げ加工による圧縮歪みの求め方の一例を説明する図であって、（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。 上記各実施形態の耳部圧縮曲げ加工による圧縮歪みの求め方の他の例を説明する図であって、（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。 上記各実施形態の耳部圧縮曲げ加工による圧縮歪みの求め方のさらに他の例を説明する図であって、（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。 上記耳部圧縮曲げ加工の効果を説明する実施例を示す図であって、トーションビーム素材に加えた圧縮歪みと、耳部内側にある割れ危険部における残留応力との関係を示すグラフである。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

（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。

（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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (6)

1. 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；
   を有することを特徴とするトーションビーム製造方法。
2. 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することを特徴とする請求項１に記載のトーションビーム製造方法。
3. 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；
   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。
4. 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；
   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。
5. 請求項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；
   を備えることを特徴とするトーションビーム製造装置。
6. 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ることを特徴とする請求項５に記載のトーションビーム製造装置。

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