JP2006335343A - ビーム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 疲労耐久性に優れた構造を有するビーム、および、これを安価に得ることのできる製造方法を提供すること。
【解決手段】 車体の幅方向において、左右の軸管部と、中央部と、左右の軸管部と中央部との間の左右の湾曲部とからなり、軸管部の端部近傍に少なくともブラケットを有するビームであって、軸管部の端部近傍の外周に短管が固定され、該短管に少なくともブラケットが取り付けられていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両のスタビライザーを収容するアクスルビーム、車両の駆動車軸及びディファレンシャルギアなどを収納するアクスルケースなどのビームおよびその製造方法に関する。なお、以下の説明において、ビームとは、上記のアクスルビーム、アクスルケースの他、アクスルシャフト、トーションビーム、クロスビームなどの名称で呼ばれる車両横方向に沿う部材全般を含むものである。

ビームの一例であるアクスルケースは、従来、図４１に車体前方側の正面図として示すように、
左右の軸管部４と中央部２と、左右の軸管部と中央部との間で上下方向に突出する湾曲部３とからなっており、中央部２は、前方側の中央にデイファレンシャルギアを装着するための開口部７と後方側に後方に突出するカバー部８とを有し、左右の軸管部４には、その外側端部近傍に、アクスルケースと車体或いは他の構成部材を連結、支持するための各種のブラケットや小物類、例えば、トレーリングアームブラケット５や下部スプリングシート６が設けられている。

例えば、アクスルケースの軸管部４の外側端部近傍の下部には、トレーリングアームブラケット５が溶接により固定して設けられている。
トレーリングアームブラケット５は、他端が車体側に連結、支持されるトレーリングアーム（図示せず）の一端をアクスルケース１に連結、支持するためのブラケットであり、トレーリングアームブラケット基板５ａと、トレーリングアームブラケット基板５ａに相対向して垂設されアクスルケースの軸管部４の軸方向と直交して配置される一対の壁板、すなわち、トレーリングアームブラケットの壁板５ｂ、５ｃ（以下、ブラケット基板、車両内側の壁板を内側壁板、車両外側の壁板を外側壁板ともいう。）とからなっている。トレーリングアームブラケット基板５ａ及び内側、外側壁板５ｂ、５ｃには軸管部４の下部側に当接する側面視が円弧状（略半円状）の当接用切欠き部５ｅが形成されており、当接用切欠き部５ｅを軸管部に当接させて当接用切欠き部の外周側部分（トレーリングアームブラケット５の外側部分及びまたは内側部分）と軸管部４とに対して溶接を施すことにより、トレーリングアームブラケット５は、軸管部４に取り付けられている。
なお、トレーリングアームの一端側は、トレーリングアームブラケット壁板に設けられたトレーリングアーム取り付け孔（図示せず）に、他端側は車体にそれぞれ軸止めされている。

また、アクスルケースの軸管部４の外側端部近傍の上部には、下部スプリングシート６が設けられている。下部スプリングシートは、上方にはコイルスプリングの受け面６ａ、下方にはアクスルケースの軸管部４の上部側に当接するための側面視で略円弧状の当接用切欠き部６ｂを有している。
当接用切欠き部６ｂを軸管部４に当接させて当接用切欠き部の外周側部分と軸管部４とに対して溶接を施すことにより、スプリングシート６は軸管部４に取り付けられている。
なお、下部スプリングシート６の上方には上部スプリングシート（図示せず）が設けられており、下部スプリングシートと上部スプリングシートとの間にはコイルスプリング１０が設けられている。また、軸管部４の外側端部には、車輪１１が軸止めされる。

特許文献１には、上記のようなアクスルケースの軸管部にトレーリングアームブラケットを取り付けたアクスルケースであって、トレーリングアームブラケットの一対の壁板のうちの車両内側の壁板とアクスルケースの軸管部との溶接において、アクスルケースの軸管部の外周部の最下端部側部分については、トレーリングアームブラケットの車両内側の壁板における対向する他方の壁板側部分で行うこと、トレーリングアームブラケットの一対の壁板のうちの車両内側の壁板に、当接用切欠き部の略中央部分に対向する他方の壁板方向に凹む凹部を形成すること、或いは、トレーリングアームブラケットの一対の壁板のうちの車両内側の壁板とアクスルケースの軸管部との間に、正面視で円弧状のパッチを介装する車両のリヤサスペンションが開示されている。
これにより、アクスルケースの軸管部のトレーリングアームブラケットの取付部分における内側壁板に作用する大きな曲げモーメントを緩和するものである。
しかしながら、この方法では、部位を変えて溶接したり、寸法精度を維持しつつ対応位置に適切に凹部を形成したり、或いはパッチを挿入、固定したりする必要があり、作業が煩雑となる。

特許文献２には、アクスルケースの本体の外周面に外方に突出する台座部を設け、これに各種のブラケットを溶着するアクスルケース構造が開示されている。これにより、アクスルケース本体と各種ブラケットとの溶接部に発生していた応力集中を、アクスルケース本体の外周面に形成した台座部の立ち上がり部に発生させて、台座部と各種ブラケット溶接部における応力集中の発生部位を縮小し、アクスルケース本体と各種ブラケットとの溶接部の疲労強度を確保するものである。
しかしながら、溶接部に対する応力集中の度合いは緩和されるものの、この構造では、台座部を溶接し、さらにこの台座の上に各種のブラケットを取り付ける必要があり、部材のコスト、作業コストが増大する問題がある。

特許文献３には、アクスルケースとフレームを連結するトルクロッドの端部を支持するためのトルクロッドブラケットに二股状に形成したフランジ部を設け、略矩形断面の前記アクスルケースの外面を前記フランジ部で挟み込むようにし、フランジ部端縁部をアクスルケースに隅肉溶接して前記トルクロッドをアクスルケースに固定するトルクロッドブラケットの取り付け構造において、前記フランジ部の端縁部におけるアクスル軸方向両端部を、中間部より突出させ、この突出形成されたフランジ部端縁部両端で挟まれた中間部とアクスルケースとを隅肉溶接接合するトルクロッドブラケットの取り付け構造が開示されている。
これにより、溶接ビード端部が従来のように曲面状に突出することがなく、溶接特有の切り欠き状の凹部が発生せず、溶接工程前後において亀裂の要因となる応力集中部を除去する処理が不要となる。
しかしながら、製造工程の増加に伴うコスト増を伴う反面、十分な応力集中の緩和効果が得られない問題がある。

特許文献４には、アクスルケースの上側に配される板バネ支持板とアクスルケースの下側に配されるトルクロッド支板とを一体に構成すると共に、両者の間にアクスルケースを嵌挿する中空部を形成し、該中空部をアクスルケースに外嵌したうえ結合したトラニオン式懸架装置が開示されている。
これによりアクスルケースに対するトルクロッド支板の結合部の強度不足を解消するものであるが、板バネ支板とトルクロッド支板を一体化するために、両者をボルトで結合するか、両者を直接溶接するか、鋳造で一体形成するかが必要であり、製造工程の増加に伴うコスト増を伴う反面、十分な強度の向上効果が得られない問題がある。

特許文献５には、ハイドロフォーム加工により異形管状製品を製造する方法において、金属素管の膨出予定部に金属素管の外径よりも大きい内径を有する補強用金属管を挿入した状態とし、液圧により金属素管及び補強用金属管とを拡管して製品形状に成形する方法を開示している。これにより、補強用金属管を異形管状製品の膨出部に密着締結させることができ、溶接や接着剤を使用することなく異形管状製品を部分的に補強することを可能とするものである。
しかしながら、この方法は、製品の膨出部の補強を目的とするもので、アクスルケースの軸管部とこれに取り付けられる支持、連結部材との溶接部の疲労特性を改善することを示唆するものではない。

特開２０００−０８５３３１号公報 特開２００３−２３７３０６号公報 実開平０２−１０７５０３号公報 特開平０９−０３９５３０号公報 特開平２００１−３３４３１６号公報

ビームの軸管部には、上述のようにスプリングシートやトレーリングアームブラケットなどが溶接により直接取り付けられているが、特に、ビームの軸管部とトレーリングアームブラケットとの溶接部には、主にトレーリングアームを通じて車両の前後方向に作用する荷重と、ビームを下方向に曲げる荷重とが作用し、いずれもこの溶接部の下端部から疲労破壊を誘発して、ビームの耐久性を低下させている。
ビームの軸管部へのトレーリングアームブラケットの取り付けに関して、上述のようにトレーリングアームブラケット部材への曲げモーメントを緩和し、或いはビームの軸管部とトレーリングアームブラケットとの溶接部の応力を緩和するための種々の提案がなされているが、いずれの場合も、製造工程が増加し、これに伴ってコストが増加する反面、十分な応力緩和や、疲労強度の向上効果が得られないという問題がある。
上記の状況に鑑み、本発明は、疲労耐久性に優れた構造を有するビームおよび、これを安価に得ることのできる製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、その要旨とするところは以下のとおりである。
本第１発明は、車体の幅方向において、左右の軸管部と、中央部と、左右の軸管部と中央部との間の左右の湾曲部とからなり、軸管部の端部近傍に少なくともブラケットを有するビームであって、軸管部の端部近傍の外周に短管が固定され、該短管に少なくともブラケットが取り付けられていることを特徴とする。
本第２発明は、本第１発明のビームであって、前記短管が前記軸管部の外周に溶接により固定されていることを特徴とする。

本第３発明は、本第１発明に記載のビームの製造方法であって、
軸管部に短管を挿入し、短管を軸管部の所定位置の外周に固定する工程、分割して成形されたビーム中央部・湾曲部の構成部材を接合して中央部・湾曲部成形体を製作する工程、軸管部の軸方向端部と中央部・湾曲部成形体の湾曲部の軸方向端部とを接合する工程、短管に少なくともブラケットを取り付ける工程とからなることを特徴とする。

本第４発明は、湾曲部及び軸管部を一体に形成する金属素管の所定位置の外周に短管を挿入する工程、湾曲部と軸管部を一体に形成する成形金型を備えたハイドロフォーム成形装置に金属素管を装入し、ハイドロフォーム成形により短管に軸管部を固定すると共に、湾曲部・軸管部成形体を成形する工程、分割して成形されたビーム中央部の構成部材を接合して中央部成形体を製作する工程、湾曲部・軸管部成形体の湾曲部の軸方向端部と中央部成形体の軸方向端部とを接合する工程、短管に少なくともブラケットを取り付ける工程とからなることを特徴とする。

本第５の発明は、本第１発明に記載のビームの製造方法であって、中央部、湾曲部および軸管部を一体に形成する金属素管の所定位置の外周に短管を挿入する工程、中央部、湾曲部および軸管部を一体に形成する成形金型を備えたハイドロフォーム成形装置に金属素管を装入し、ハイドロフォーム成形により短管を軸管部に固定すると共に中央部、湾曲部、軸管部の一体成形体を成形する工程、短管に少なくともブラケットを取り付ける工程とからなることを特徴とする。

本第６の発明は、本第１発明に記載のビームの製造方法であって、軸管部に短管を挿入し、短管を軸管部の所定位置の外周に固定する工程、中央部と湾曲部を一体に形成する成形金型を備えたハイドロフォーム成形装置に金属素管を装入し、ハイドロフォーム成形により中央部・湾曲部成形体を製作する工程、軸管部の軸方向端部と中央部・湾曲部成形体の湾曲部の軸方向端部とを接合する工程、短管に少なくともブラケットを取り付ける工程とからなることを特徴とする。

本第７の発明は、本第１発明に記載のビームの製造方法であって、湾曲部及び軸管部を一体に形成する金属素管の所定位置の外周に短管を挿入する工程、湾曲部と軸管部を一体に形成する成形金型を備えたハイドロフォーム成形装置に金属素管を装入し、ハイドロフォーム成形により短管に軸管部を固定すると共に、湾曲部・軸管部成形体を成形する工程、中央部を形成する成形金型を備えたハイドロフォーム成形装置に金属素管を装入し、ハイドロフォーム成形により中央部成形体を製作する工程、湾曲部・軸管部成形体の湾曲部の軸方向端部と中央部成形体の軸方向端部とを接合する工程、短管に少なくともブラケットを取り付ける工程とからなることを特徴とする。
本第８発明は、本第３〜第７発明のいずれかに記載のビームの製造方法において、前記短管を前記軸管部の外周に溶接により固定することを特徴とする。

本第１発明のビームによれば、少なくともブラケットが、ビームの軸管部の外側端部近傍に固定された短管上に取り付けられているため、ブラケットなどがビームの軸管部に直接、溶接などにより取り付けられている場合に比べて、取り付け位置における軸管部断面の厚さが増え、すなわち、取り付け位置の軸管部が補強され剛性を大きくすることができ、ビームの耐久性を向上させることができる。また、ブラケットなどに引張り力が作用した際に、短管は軸管部よりも撓みやすく、短管が撓むことによって応力の集中を緩和することができ、ビームの疲労寿命を向上させることができる。
また、本第２発明のビームによれば、短管と軸管部とが溶接により固定されるため、より安定して短管を軸管部に固定することができ、耐久性をさらに向上させることができる。

本第３発明のビームの製造方法によれば、本発明のビームを従来のプレス装置や溶接装置を用いて製造することでき、効率的である。
また、本第４〜第７発明によれば、本第１発明のビームをハイドロフォーム成形法を用いて、その一部またはほぼ全体を製作することができるので、溶接などの接合工程を減らすことができ、より効率的にビームを製造することができる。

また、本第８発明によれば、本第１発明のビームをより安定したものとして製造することができ、また、ハイドロフォーム成形法を用いた場合は、拡管率の自由度を拡げることができる。

以下、本発明を図面を用いて具体的に説明する。
なお、本明細書において、上下、前後、左右、内外などの記載は、車体に取り付けたビームを車体の正面（前方）から見た場合の位置関係を示すものとする。また、軸方向とは、車体の幅方向（左右方向）を意味している。
また、車体の幅方向（左右方向）は通常、対称であることから、左または右方向についてのみ説明し他方は省略することがある。

図１は、本発明の一実施形態のビームの一例としてのアクスルケースを示す図であり、（ａ）は車体前方側の正面図、（ｂ）は（ａ）の車体左右方向の軸に垂直なＢ−Ｂ視部分断面図、（ｃ）は（ａ）の車体左右方向の軸に平行なＡ−Ａ視断面図である。
図１（ａ）〜（ｃ）において、本発明のビーム（アクスルケース）１は車体幅方向の左右の軸管部４，４と、ビーム（アクスルケース）の中央部２、および左右の軸管部４、４とビーム（アクスルケース）の中央部２との間の上下に突出する左右の湾曲部３，３とから構成されている。

ビーム（アクスルケース）の中央部２は、前方側の中央にデイファレンシャルギアを装着するための開口部７と後方側に後方に突出するカバー部８とを有し、軸管部４、４は、その外側端部近傍に、ビーム（アクスルケース）と車体或いは他の構成部材を連結、支持するための各種のブラケットや取付け物類（以下、ブラケット類とも言う）、例えば、トレーリングアームブラケット５や下部スプリングシート６が取付けられている。また、左右の湾曲部３、３は、左右の軸管部４，４と中央部２を連結するものである。
本発明においては、これらのトレーリングアームブラケット５やスプリングシート６などのブラケット類は短管９に溶接により取り付けられ、この短管９がビーム（アクスルケース）の軸管部４の外周に挿入され、固定されている。

上述のように、トレーリングアームブラケット５は、トレーリングアームブラケット基板５ａとトレーリングアームブラケット基板５ａに相対向して垂設され、軸管部４の軸方向と直交して配置される一対の壁板、すなわち、トレーリングアームブラケットの壁板５ｂ、５ｃ（以下、ブラケット基板、車両内側の壁板を内側壁板、車両外側の壁板を外側壁板ともいう。）とからなっている。トレーリングアームブラケット基板５ａ及び内側、外側壁板５ｂ、５ｃには短管９の下部側（短管９が軸管部４に挿入、固定された場合、軸管部の下側に相当する）に当接する側面視が円弧状（略半円状）の当接用切欠部５ｅが形成されており、当接用切欠き部５ｅを短管９に当接させて当接用切欠き部の外周側部分（トレーリングアームブラケット５の外側部分及びまたは内側部分）と短管９に対して溶接部２２を施すことにより、トレーリングアームブラケット５は、短管９に取り付けられる。

また、下部スプリングシート６は、上方にはコイルスプリングの受け面６ａ、下方には短管９の上部側（短管９が軸管部４に挿入、固定された場合、軸管部４の上側に相当する）に当接するための側面視で略円弧状の当接用切欠き部６ｂが形成されており、当接用切欠き部６ｂを短管９に当接させて当接用切欠き部６ｂの外周側部分とビーム（アクスルケース）の軸管部４とに対して溶接部２３を施すことにより、スプリングシート６は短管９に取り付けられている。

短管に取り付けられるブラケット類は、上述のトレーリングアームブラケットやスプリングシートに限るものではなく、これら以外のブラケットや取付け物類も含むものとする。特に、従来はビーム（アクスルケース）の軸管部に直接溶接して取り付けられるものであって、アクスルケースの軸管との溶接部に上下方向或いは前後方向の荷重により大きな応力が負荷される取り付け物類については適用することが好ましい。
なお、このブラケット類の短管への溶接は、後述するように、製造工程に応じて適宜の時点で行うことができる。

次に、短管９とビーム（アクスルケース）の軸管部４との固定について説明する。
図１（ｃ）に示したように、短管９の内径を軸管部４の外径と同等以下とし、短管を加熱してその内径が軸管部４の外径よりも大きくなるように膨張させ、これを軸管部４の端部から挿入し、外側端部近傍の外周の所定の位置において冷却して固定する、いわゆる焼嵌めなどにより固定しても良い。
また、短管９の内径を軸管部４の外径より大きなものとし、これを軸管部の端部から挿入し、外側端部近傍の外周の所定の軸方向位置で、短管と軸管とを溶接し溶接部（図示せず）により固定してもよい。
これらの方法によるビーム（アクスルケース）では、短管の上面が軸管部の上面から少なくとも短管の肉厚分だけ高さ方向（径方向）に突出することになるが、必要により短管の肉厚を調整して、突出量を小さくすることができる。

さらに、後述するように、短管９と軸管部４を、成形金型を備えた成形装置内で金属素管に液体を注入し、液体に圧力を負荷して金属素管を拡管し、成形するハイドロフォーム加工法を利用して固定することも好ましい。
すなわち、ビーム（アクスルケース）の少なくとも軸管部を形成する金属素管にこの金属素管の外径よりも大きい内径を有する短管を挿入し、成形後においてブラケット類を設ける位置となる位置に短管を配置し、これをハイドロフォーム成形装置に装入して軸管部を拡管することによって軸管部の所定位置に短管を固定し、ビーム（アクスルケース）の軸管部を形成する。そしてこの短管の上に前述のブラケット類を溶接して設けても良い。

図２は、本発明の他の実施形態のアクスルケースにおける図１（ａ）の車体左右方向の軸に平行なＡ−Ａ視部分断面図であり、短管９がハイドロフォーム加工法により軸管部の外側端部近傍に固定され、短管９の上にブラケット５、スプリングシート６などのブラケット類が溶接固定されている。この方法では、軸管部の外表面と短管の外表面との高さ方向差が極めて小さく、場合によっては高さ方向の差のない同一平面とすることもでき、車両設計における高さの自由度が大きくなる。
なお、短管９と軸管部４との間が溶接部（図示せず）によりさらに固定されることも好ましい。

短管の肉厚は、溶接によって取り付けられるブラケット類を支持し、応力を軸管部に分散しうる剛性を持つことができれば特に限定するものではない。
軸管部の外表面と短管の外表面との高さ方向の差を小さくする観点からは、過度に厚くすることは避けることが好ましい。
短管の軸方向（幅方向）の長さは、長くすればするほど取り付けられたブラケット類を通じて負荷される荷重に対して短管が撓み、変形し得るので応力集中を緩和する観点からは好ましいが、反面、コストも増加するのでこれらを勘案して決めるが、少なくとも、所要のブラケット類を搭載しうる長さがあればよい。

次に、本発明のビーム（アクスルケース）の製造方法を説明する。
製造方法としては、（Ａ）短管へのブラケット類の取り付け時点、（Ｂ）中央部と湾曲部或いは、湾曲部と軸管部、中央部、湾曲部、軸管部の形成方法、（Ｃ）中央部と湾曲部或いは、軸管部と湾曲部の接合時点、（Ｄ）短管と軸管部との溶接の有無、などの観点から各種の製造方法があり、以下に各種の製造方法について図面を用いてさらに具体的に説明する。
なお、ビーム（アクスルケース）は、左右の構造が類似している場合が多いので、左右何れか一方を説明し、他方は省略することがある。

図３は、本発明のビームの一例としてアクスルケースの製造方法の一実施形態の製造フローを示す図であり、図４は、図３の製造フローをさらに具体的に示す斜視図である。
この実施形態の製造方法においては、図３、図４に示すように、（ｉ）軸管部４の外側端部から、軸管部の外径よりも大きな内径を有する短管９を挿入し、軸管部の端部近傍の所定位置の外周に配置する。（ii）軸管部４と短管９を溶接し溶接部１９により、短管を軸管部の所定の位置に固定する。

一方、（iii）幅方向と上下方向にそれぞれ２分割された、幅方向断面が凹形状１４ａで、正面視が四分円弧状の切欠き部１４ｂを有するアクスルケースの中央部・湾曲部の構成部材１４をプレス成形により製作し、この４つの構成部材１４を分割部分で溶接し、形成された中央部２の正面視後方の開口部に上記カバー部８を溶接することにより、アクスルケースの中央部２と湾曲部３とを一体とした中央部・湾曲部成形体Ａを製作する（中央部と湾曲部の区分を二点鎖線で示す）。

次いで（iv）、上記（iii）により製作した中央部・湾曲部成形体Ａの湾曲部３の軸方向外側端部と上記（ii）の軸管部の軸方向内側端部とを溶接し、（ｖ）短管９にトレーリングアームブラケット５およびスプリングシート６などのブラケット類を溶接して取り付けるものである。

この製造方法では、構成部材の数は多いが、各部材はプレス装置により成形でき、また、溶接により接合して製作することができるので、従来の設備を利用して製造できる点において有利である。
なお、図３および図４の実施形態では、アクスルケースの中央部２と湾曲部３を形成するアクスルケースの中央部・湾曲部の構成部材１４は、幅方向と上下方向とでそれぞれ２分割したが、これを幅方向または上下方向に２分割した構成部材としても良いことは言うまでもない。
また、軸管部へ短管の固定は、溶接に限らず、上述のような焼き嵌めやその他の方法を用いてもよい。

図５は、本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図であり、図６はその斜視図である。
この実施形態における製造方法は、図３、図４に示した方法と同様に、（ｉ）〜（ii）の工程において、軸管部４の外側端部から、軸管部の外径よりも大きな内径を有する短管９を挿入し、軸管部の端部近傍の所定位置の外周に配置し、軸管部４と短管９を溶接し溶接部１９により、短管を軸管部の所定の位置に固定する。次いで（iii）の工程において、所定長さの中央部２と湾曲部３とを一体に成形し得るに足る長さの湾曲部・中央部の金属素管１７’を中央部および湾曲部を一体で成形する成形金型を備えたハイドロフォーム成形装置１８’’’’に装入し、中央部・湾曲部成形体Ａを拡管成形する。
（iv）〜（v）の工程は、図３、図４の（iv）〜（v）の工程と同じであり、重複を避けるために説明を省略する。

この製造方法では、ハイドロフォーム成形装置１８’’’’を用いた金属素管１７’の拡管成形により、中央部２と軸管部４の成形を同時に行うことができるので、アクスルケースを効率的に製造することができる。

ここで、所定の長さの軸管部４と中央部２とを一体に成形し得るに足る長さの中央部と湾曲部の成形用金属素管とは、ハイドロフォーム加工によって金属素管が成形金型内に充満するように拡管されるため、金属素管は軸方向（幅方向）には収縮し、長さが短くなる。従って所定の軸方向（幅方向）長さを持った中央部と湾曲部を成形するには、この収縮代を予め見込んだ長さの金属素管を用いる必要がある。すなわち、所定の長さの中央部と湾曲部を得るに足る長さの金属素管とは、アクスルケースの所定の中央部と湾曲部の軸方向（幅方向）長さにこの収縮代を予め見込んだ長さのものを言うものである。

図７は、本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図であり、図８は、図７の製造フローをさらに具体的に示す斜視図である。
この実施形態の製造方法においては、軸管部と湾曲部を一体にして湾曲部・軸管部成形体Ｂをハイドロフォーム加工法により成形するものである。
図７、図８に示すように、（ｉ）所定長さの軸管部４と湾曲部３とを一体に成形し得るに足る長さの湾曲部・軸管部の成形用金属素管１７の軸方向端部から、この金属素管１７の外径よりも大きな内径を有する短管９を挿入し、軸管部４の外側端部近傍の所定の位置の外周に、すなわちハイドロフォーム成形後の短管がアクスルケースの所定の位置となるような位置の外周に配置する。

次に、（ii）、上記（ｉ）のように短管９を配置した金属素管１７を軸管部と湾曲部を一体に成形する成形金型を備えたハイドロフォーム成形装置１８に装入し、軸管部と湾曲部を拡管成形する。これによって、軸管部４と短管９とが所定位置で密着固定されるとともに、軸管部４の軸方向内側端部に湾曲部３が軸管部４と一体となった湾曲部・軸管部成形体Ｂが成形される（軸管部と湾曲部の区分を二点鎖線で示す）。

一方、（iii）幅方向と上下方向とでそれぞれ２つに分割され、幅方向断面が凹形状１３ａで、正面視が四分円弧状の切欠き部１３ｂを有するアクスルケース中央部の構成部材１３をプレス成形により製作し、この４つの構成部材１３を分割部分で溶接し、形成された中央部の正面視後方の開口部に上記カバー部８を溶接することにより、アクスルケースの中央部成形体Ｃを製作する。

次に（iv）、上記（iii）により製作したアクスルケースの中央部成形体Ｃの軸方向外側端部と上記（ii）により製作した湾曲部・軸管部成形体Ｂの湾曲部３の軸方向内側端部とを溶接し、（ｖ）短管９にトレーリングアームブラケット５およびスプリングシート６などのブラケット類を溶接して取り付けるものである。

この製造方法では、ハイドロフォーム成形装置を用いた金属素管１７の拡管成形により、軸管部４と短管９との固定、および軸管部４と湾曲部３との成形を同時に行うことができるので、アクスルケースを効率的に製造することができる。

ここで、所定の長さの軸管部４と湾曲部３とを一体に成形し得るに足る長さの軸管部と湾曲部の成形用金属素管とは、ハイドロフォーム加工によって金属素管が成形金型内に充満するように拡管されるため、金属素管は軸方向（幅方向）には収縮し、長さが短くなる。従って所定の軸方向（幅方向）長さを持った軸管部と湾曲部を成形するには、この収縮代を予め見込んだ長さの金属素管を用いる必要がある。すなわち、所定の長さの軸管部と湾曲部を得るに足る長さの金属素管とは、アクスルケースの所定の軸管部と湾曲部の軸方向（幅方向）長さにこの収縮代を予め見込んだ長さのものを言うものである。
なお、図７、図８の実施形態では、アクスルケースの中央部の構成部材１３は、軸方向と上下方向とでそれぞれ２分割したが、これを軸方向または上下方向に２分割した構成部材としても良いことは言うまでもない。

図９は、本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図であり、図１０はその斜視図である。
この実施形態における製造方法は、図７、図８に示した方法と同様に、（ｉ）〜（ii）の工程において、端部近傍の所定位置の外周に短管９を挿入した金属素管１７をハイドロフォーム成形装置１８で拡管成形することにより、軸管部４と短管９とを所定位置で密着固定させるとともに、軸管部４の軸方向内側端部に湾曲部３を軸管部４と一体に形成して湾曲部・軸管部成形体Ｂとする。次いで（iii）の工程において、所定長さの中央部２を成形し得るに足る長さの中央部の金属素管１７’’を中央部を成形する成形金型を備えたハイドロフォーム成形装置１８’’’’’に装入し、中央部成形体Ｃを拡管成形する。
（iv）〜（v）の工程は、図７、図８の（iv）〜（ｖ）の工程と同じであり、重複を避けるために説明を省略する。

この実施形態における製造方法では、ハイドロフォーム成形装置を用いた金属素管の拡管成形により中央部の成形を行うので、アクスルケースを効率的に製造することが出来る。

図１１は、本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。
この実施形態における製造方法は、図７、図８に示した方法と同様に、（ｉ）〜（ii）の工程において、端部近傍の所定位置の外周に短管９を挿入した金属素管１７をハイドロフォーム成形装置１８で拡管成形することにより、軸管部４と短管９とを所定位置で密着固定させるとともに、軸管部４の軸方向内側端部に湾曲部３を軸管部４と一体に形成して湾曲部・軸管部成形体Ｂとし、次いで（iii）軸管部４と短管９とを溶接して、両者をさらに固定するものである。
（iv）〜（vi）の工程は、図７、図８の（iii）〜（ｖ）の工程と同じであり、重複を避けるために説明を省略する。

ハイドロフォーム加工法においては、場合によっては拡管率に制約が生じ、軸管部と短管との密着固定が拡管のみでは十分に確保できないことがあるが、この実施形態では、軸管部と短管との溶接によって両者さらに確実に固定することができ、ハイドロフォーム加工における設計自由度を拡大することができる。

図１２は、本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。
この実施形態における製造方法は、図１１に示した方法と同様に、（ｉ）〜（iii）の工程において、端部近傍の所定位置の外周に短管９を挿入した金属素管１７をハイドロフォーム成形装置１８で拡管成形することにより、軸管部４と短管９とを所定位置で密着固定させるとともに、軸管部４の軸方向内側端部に湾曲部３を軸管部４と一体に形成して湾曲部・軸管部成形体Ｂとし、軸管部４と短管９とを溶接して、両者をさらに固定する。次いで（iv）の工程において、所定長さの中央部２を成形し得るに足る長さの中央部の金属素管１７’’を中央部を成形する成形金型を備えたハイドロフォーム成形装置１８’’’’’に装入し、中央部成形体Ｃを拡管成形する。
（v）〜（vi）の工程は、図１１の（v）〜（vi）の工程と同じであり、重複を避けるために説明を省略する。

この実施形態における製造方法では、軸管部と短管との溶接によって両者を確実に固定することが出来、ハイドロフォーム加工における設計自由度を拡大することが出来る。さらに中央部の成形をハイドロフォーム加工により行うためアクスルケースを効率的に製造することが出来る。

図１３は、本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図を説明する図である。
この実施形態における製造方法は、図７、図８に示した方法と同様に、（ｉ）〜（ii）において、端部近傍の所定位置の外周に短管９を挿入した金属素管１７を、ハイドロフォーム成形装置で拡管成形することにより、軸管部４と短管９とを所定位置で密着固定するとともに、軸管部４の内側端部に湾曲部３を軸管部４と一体に成形して湾曲部・軸管部成形体Ｂとする。
次いで（iii）短管９にトレーリングアームブラケット５およびスプリングシート６などのブラケット類を溶接して取り付ける。

一方、（iv）、図７、図８の（iii）と同様に、アクスルケース中央部の構成部材１３をプレス成形により製作し、この４つの構成部材１３を分割部分で溶接すると共に、溶接により形成された中央部の正面視後方の開口部に上記カバー部８を溶接することにより、アクスルケースの中央部成形体Ｃを製作する。
次いで、（ｖ）、短管にブラケット類を取りつけた湾曲部・軸管部成形体Ｂに対して、湾曲部の軸方向内側端部と上記（iv）で製作したアクスルケースの中央部成形体Ｃの軸方向外側端部とを溶接するものである。

すなわち、図７、図８の実施形態と比べると、図１３の実施形態では、短管にブラケット類を溶接して取り付ける工程が、中央部成形体Ｃを湾曲部・軸管部成形体Ｂに溶接する前に行われる点が異なっている。図１３の実施形態では、ブラケット類の溶接がコンパクトなスペースで行える点で好ましい。

図１４は、本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図を説明する図である。
この実施形態における製造方法は、図１３に示した方法と同様に、（ｉ）〜（iii）において、端部近傍の所定位置の外周に短管９を挿入した金属素管１７を、ハイドロフォーム成形装置で拡管成形することにより、軸管部４と短管９とを所定位置で密着固定するとともに、軸管部４の内側端部に湾曲部３を軸管部４と一体に成形して湾曲部・軸管部成形体Ｂとし、短管９にトレーリングアームブラケット５およびスプリングシート６などのブラケット類を溶接して取り付ける。

一方、（iv）の工程において、所定長さの中央部２を成形し得るに足る長さの中央部の金属素管１７’’を中央部を成形する成形金型を備えたハイドロフォーム成形装置１８’’’’’に装入し、中央部成形体Ｃを拡管成形する。
次いで、（ｖ）、短管にブラケット類を取り付けた湾曲部・軸管部成形体Ｂに対して、湾曲部の軸方向内側端部と上記（iv）で製作したアクスルケースの中央部成形体Ｃの軸方向外側端部とを溶接するものである。

この実施形態における製造方法は、図１３の実施形態に比べると中央部成形体の成形がハイドロフォームにより行える点が異なっており、製造効率の点で好ましい。

図１５は、本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。
この実施形態における製造方法は、図１３に示した方法において、軸管部４と短管９とをさらに溶接により固定するものである。すなわち、図１３に示した方法と同様に、（ｉ）〜（ii）において、端部近傍の所定位置の外周に短管９を挿入した金属素管１７をハイドロフォーム成形装置で拡管成形することにより、軸管部４と短管９とを所定位置で密着固定させるとともに、軸管部４の軸方向内側端部に湾曲部３と軸管部４とを一体に成形し、湾曲部・軸管部成形体Ｂを製作する。次いで、（iii）軸管部４と短管９とを溶接により固定する。
以下、（iv）〜（vi）の工程は、図１３の（iii）〜（ｖ）の工程と同であるので重複を避けるため、詳細な説明を省略する。

ハイドロフォーム成形においては、場合によって拡管率に制約が生じ、軸管部と短管との密着固定が拡管のみでは十分に確保できないことがあるが、図１５の実施形態では、図１３のそれに比べて、軸管部と短管と溶接によって両者の固定をさらに確実にすることができ、ハイドロフォーム加工における設計自由度を拡大することができる。

図１６は、本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。
この実施形態における製造方法は、図１４に示した方法において、軸管部４と短管９とをさらに溶接により固定するものである。すなわち、図１４に示した方法と同様に、（ｉ）〜（ii）において、端部近傍の所定位置の外周に短管９を挿入した金属素管１７をハイドロフォーム成形装置で拡管成形することにより、軸管部４と短管９とを所定位置で密着固定させるとともに、軸管部４の軸方向内側端部に湾曲部３と軸管部４とを一体に成形し、湾曲部・軸管部成形体Ｂを製作する。次いで、（iii）軸管部４と短管９とを溶接により固定する。
以下、（iv）〜（vi）の工程は、図１４の（iii）〜（ｖ）の工程と同じであるので重複を避けるため、詳細な説明を省略する。

この実施形態における製造方法は、図１４の実施形態に比べると、軸管部と短管の溶接によって両者の固定をさらに確実にすることが出来、ハイドロフォーム加工における設計自由度を拡大することが出来る。また図１５の実施形態と比べると中央部成形体をハイドロフォーム加工により成形でき、製造効率の点で好ましい。

図１７は、本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図であり、図１８は、図１７の製造フローをさらに具体的に示す斜視図である。
この実施形態の製造方法は、図１７、図１８に示すように、（ｉ）所定の長さのアクスルケースを得るに足る長さのアクスルケース成型用金属素管１５に、その端部からこの金属素管１５の外径よりも大きな内径の短管９を挿入し、端部近傍の所定位置の外周に、すなわちハイドロフォーム成形後の短管が所定の位置となるような位置の外周に配置する。
次に、（ii）、上記（ｉ）のように短管９を配置した金属素管１５を軸管部、湾曲部および中央部の成形金型を備えたハイドロフォーム成形装置１８’に装入し、軸管部、湾曲部および中央部を拡管成形する。これによって、短管９が所定位置で軸管部４と密着固定するとともに、軸管部４、湾曲部３、中央部２が一体に形成されたアクスルケース一体成形体Ｄを製作する。（軸管部、湾曲部、中央部の区分を二点鎖線で示す）。

次に、ハイドロフォーム成形後、アクスルケース一体成形体Ｄの中央部２の前方側の一部を切断除去することにより、中央部２の前方の開口部を設ける。なお、中央部２の後方のカバー部は、金属素管１５の拡管により形成されている。
次いで、（iii）短管にブラケット類を溶接して取りつけるものである。
この実施形態の製造方法では、アクスルケースの軸管部、湾曲部および中央部の形成と、短管の軸管部への固定が一つの工程で完了するため、極めて効率的である。

ここで、所定の長さのアクスルケースを得るに足る長さのアクスルケース成型用金属素管とは、上述のように、金属素管がハイドロフォーム加工によって成形金型内に充満するように拡管されるため、軸方向（幅方向）に収縮し、長さが短くなる。従って所定の長さを持ったアクスルケースを成形するには、この収縮代を予め見込んだ長さの金属素管を用いる必要がある。すなわち、所定の長さのアクスルケースを得るに足る長さの金属素管とは、アクスルケースの所定の長さにこの収縮代を予め見込んだ長さのものを言うものである。

図１９は、本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。
この実施形態における製造方法は、図１７、図１８に示した方法と同様に、（ｉ）〜（ii）の工程において、端部近傍の所定位置の外周に短管９を挿入した金属素管１５をハイドロフォーム成形装置１８’で拡管成形することにより、軸管部４と短管９とを所定位置で密着固定すると共に、軸管部４、湾曲部３および中央部２を一体に成形してアクスルケース一体成形体Ｄとし、次いで（iii）軸管部４と短管９とを溶接して、両者をさらに固定するものである。その後、（iv）において短管にブラケット類を溶接して取り付けるのは図１７、図１８と同様である。

図１１，図１２，図１５，図１６の実施形態において説明したように、ハイドロフォーム加工法においては、場合によって拡管率に制約が生じ、軸管部と短管との密着固定が拡管のみでは十分に確保できないことがあるが、この実施形態の製造方法では、軸管部と短管とを溶接するので両者をさらに確実に固定することができ、ハイドロフォーム加工における設計自由度を拡大することができる。

図２０は、本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図であり、図２１は、図２０の製造フローをさらに具体的に示す斜視図である。
この実施形態の製造方法は、図３、図４に示した実施形態の製造方法と類似しているが工程の順序が、アクスルケースの中央部２と湾曲部３とを一体に形成した構成部材１４を溶接して製作した中央部・湾曲部成形体Ａの湾曲部３の外側端部と軸管部４の内側端部とが先ず溶接される点において、図３の製造方法と異なっている。

すなわち、この実施形態の製造方法においては、図２０、図２１に示すように、（ｉ）幅方向と上下方向とでそれぞれ２分割され、軸方向断面が凹形状１４ａで、正面視が四分円弧状の切欠き部１４ｂを一体に有するアクスルケースの中央部・湾曲部の構成部材１４をプレス成形により製作し、この４つの構成部材１４を分割部分で溶接し、形成された中央部２の正面視後方の開口部に上記カバー部８を溶接することにより、中央部２と湾曲部３を有するアクスルケースの中央部・湾曲部成形体Ａを製作する（中央部と湾曲部の区分を二点鎖線で示す）。

次に（ii）、上記（ｉ）で製作したアクスルケースの中央部・湾曲部成形体Ａに対して湾曲部の軸方向外側端部と軸管部４の軸方向内側端部とを溶接する。
次いで、（iii）軸管部４の外側端部から軸管部の外径よりも大きな内径の短管９を挿入し、軸管部の端部近傍の所定位置の外周に配置する。次いで、（iv）軸管部４と短管９を溶接し、溶接部１９により短管を軸管部の所定の位置に固定する。
その後、（ｖ）短管９にトレーリングアームブラケット５およびスプリングシート６などのブラケット類を溶接して取り付けるものである。

この方法では、構成部材の数は多いが、各部材はプレス装置により成形でき、また、溶接により接合して製作することができるので、従来の設備を利用しうる点で有利である。
なお、図２０、図２１の実施形態では、アクスルケースの中央部と湾曲部を一体に形成するためのアクスルケースの中央部・湾曲部の構成部材１４は、幅方向（軸方向）と上下方向とでそれぞれ２分割したが、これを幅方向（軸方向）または上下方向で２分割した構成部材としても良いことは言うまでもない。

図２２は、本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図であり、図２３は、図２２の製造フローをさらに具体的に示す斜視図である。
この実施形態の製造方法は、図５、図６に示した実施形態の製造方法と類似しているが工程の順序が、アクスルケースの中央部２と湾曲部３とをハイドロフォーム加工により一体に形成した中央部・湾曲部成形体Ａの湾曲部３の外側端部と軸管部４の内側端部とが先ず溶接される点において、図５の製造方法と異なっている。
すなわち、この実施形態の製造方法においては、図２２、図２３に示すように、（ｉ）工程において、所定長さの中央部２と湾曲部３とを一体に成形し得るに足る長さの湾曲部・中央部の金属素管１７’を中央部および湾曲部を一体で成形する成形金型を備えたハイドロフォーム成形装置１８’’’’に装入し、中央部・湾曲部成形体Ａを拡管成形する（中央部と湾曲部の区分を二点鎖線で示す）。
以下、（ii）〜（v）の工程は、図２０の（ii）〜（ｖ）の工程と同じであるので重複を避けるため、詳細な説明を省略する。

この実施形態の製造方法では、図５、図６の実施形態に比べると中央部・湾曲部成形体を成形してから軸管部、短管、ブラケット類へと、大きい部材に小さい部材を順次取り付けていくので作業効率の点で好ましい。また図２０、図２１の実施形態と比べると、中央部・湾曲部成形体をハイドロフォーム加工により得ることが出来、同様に作業効率の点で好ましい。

図２４は、本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図であり、図２５は、図２４の製造フローをさらに具体的に示す斜視図である。
この実施形態の製造方法は、図３、図４に示した実施形態の製造方法と類似しているが工程の順序が、短管が軸管部に挿入される前に、短管にブラケット類が溶接して取りつけられる点において、図３、図４の製造方法と異なっている。

すなわち、この実施形態の製造方法においては、図２４、図２５に示すように、（ｉ）軸管部の外径よりも大きな内径の短管９にトレーリングアームブラケット５およびスプリングシート６などのブラケット類を溶接して取り付け、（ii）上記（ｉ）の短管９を軸管部４の外側端部から挿入し、軸管部の端部近傍の所定位置の外周に配置する。次いで、（iii）軸管部４と短管９を溶接し、溶接部１９により短管を軸管部の所定の位置に固定する。

一方、（iv）軸方向と上下方向とでそれぞれ２分割され、軸方向断面が凹形状１４ａで、正面視が四分円弧状の切欠き部１４ｂを有するアクスルケースの中央部・湾曲部の構成部材１４をプレス成形により製作し、この４つの構成部材１４を分割部分で溶接し、形成された中央部の正面視後方の開口部に上記カバー部８を溶接することにより、中央部２と湾曲部３を有するアクスルケースの中央部・湾曲部成形体Ａを製作する（中央部と湾曲部の区分を二点鎖線で示す）。
次に（ｖ）、上記（iv）で一体化されたアクスルケースの中央部・湾曲部成形体Ａに対して、湾曲部３の軸方向外側端部と（iii）の軸管部４の軸方向内側端部とを溶接するものである。

この実施形態の製造方法では、構成部材の数は多いが、各部材はプレス装置により成形でき、また、溶接により接合して製作することができるので、従来の設備を利用して製造できる点で有利である。また、ブラケット類の溶接がコンパクトなスペースで行える点で好ましい。
なお、図２４、図２５の実施形態では、アクスルケースの中央部と湾曲部を一体に形成したアクスルケースの中央部・湾曲部の構成部材１４は、軸方向と上下方向とでそれぞれ２分割したが、これを軸方向または上下方向で２分割した構成部材としても良いことは言うまでもない。

図２６は、本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図であり、図２７は、図２６の製造フローをさらに具体的に示す斜視図である。
この実施形態の製造方法は、図９、図１０に示した実施形態の製造方法と類似しているが工程の順序が、短管が軸管部に挿入される前に、短管にブラケット類が溶接して取り付けられる点において、図９、図１０の製造方法と異なっている。また図２４、図２５の実施形態と比べると中央部・湾曲部成形体をハイドロフォーム加工で成形する点において、図２４、図２５の実施形態と異なっている。
すなわち、この実施形態の製造方法においては、(i)〜(iii)の工程は図２４、図２５と同じであるので、重複を避けるために詳細な説明は省略する。

（iv）の工程においては、所定長さの中央部２と湾曲部３とを一体に成形し得るに足る長さの湾曲部・中央部の金属素管１７’を中央部および湾曲部を一体で成形する成形金型を備えたハイドロフォーム成形装置１８’’’’に装入し、中央部・湾曲部成形体Ａを拡管成形する（中央部と湾曲部の区分を二点鎖線で示す）。
次に（ｖ）の工程では、上記（iv）で一体化されたアクスルケースの中央部・湾曲部成形体Ａに対して、湾曲部３の軸方向外側端部と（iii）の軸管部４の軸方向内側端部とを溶接するものである。

この実施形態の製造方法は、短管が軸管部に取り付けられる前にブラケット類を短管に溶接するため、ブラケット類の溶接がコンパクトなスペースで行える。また中央部・湾曲部成形体がハイドロフォーム加工により行えるため、製造効率の点で好ましい。

図２８は、本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図を説明する図である。
この実施形態の製造方法は、図２０、図２１に示した実施形態の製造方法と類似しているが工程の順序が、短管が軸管部に挿入される前に、短管にブラケット類が溶接して取り付けられる点において、図２０、図２１の製造方法と異なっている。

すなわち、この実施形態の製造方法においては、図２８に示すように、（ｉ）において軸管部の外径よりも大きな内径の短管９にトレーリングアームブラケット５およびスプリングシート６などのブラケット類を溶接して取り付ける。一方、（ii）において、図２０、図２１の（ｉ）と同様に、軸方向と上下方向とでそれぞれ２分割され、軸方向断面が凹形状１４ａで、正面視が四分円弧状の切欠き部１４ｂを有するアクスルケースの中央部・湾曲部の構成部材１４をプレス成形により製作し、この４つの構成部材１４を分割部分で溶接し、形成された中央部の正面視後方の開口部に上記カバー部８を溶接することにより、中央部２と湾曲部３を有するアクスルケースの中央部・湾曲部成形体Ａを製作する（中央部と湾曲部の区分を二点鎖線で示す）。

次に（iii）、上記（ii）で製作したアクスルケースの中央部・湾曲部成形体Ａの湾曲部３の軸方向外側端部に対してと軸管部４の軸方向内側端部を溶接する。
次いで（iv）、上記（iii）で溶接された軸管部４の外側端部から上記（ｉ）の短管９を挿入し、軸管部の端部近傍の所定位置の外周に配置する。次いで、（iv）軸管部４と短管９を溶接し、溶接部１９により短管を軸管部の所定の位置に固定するものである。
なお、図２８の実施形態でも図２０、図２１の実施形態と同様、アクスルケースの中央部・湾曲部の構成部材１４は、軸方向と上下方向とでそれぞれ２分割したが、これを軸方向または上下方向で２分割した構成部材としても良いことは言うまでもない。

この実施形態の製造方法では、構成部材の数は多いが、各部材はプレス装置により成形でき、また、溶接により接合して製作することができるので、従来の設備を利用しうる点で有利である。また、ブラケット類の溶接がコンパクトなスペースで行える点で好ましい。

図２９は、本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。この実施形態の製造方法は、図２２、図２３の実施形態の製造方法と類似しているが、工程の順序が、短管が軸管部に挿入される前に短管にブラケット類が溶接により取り付けられている点で図２２、図２３の製造方法と異なっている。また図２８の実施形態の製造方法と比べると、中央部・湾曲部成形体がハイドロフォーム加工により行える点で異なっている。

この実施形態における製造方法は、図２８に示した方法と同様に、（ｉ）において、軸管部の外径よりも大きな内径の短管９にトレーリングアームブラケット５およびスプリングシート６などのブラケット類を溶接して取り付ける。(ii)の工程において、所定長さの中央部２と湾曲部３とを一体に成形し得るに足る長さの湾曲部・中央部の金属素管１７’を中央部および湾曲部を一体で成形する成形金型を備えたハイドロフォーム成形装置１８’’’’に装入し、中央部・湾曲部成形体Ａを拡管成形する（中央部と湾曲部の区分を二点鎖線で示す）。
以下、（iii）〜（v）の工程は、図２８の（iii）〜（ｖ）の工程と同じであるので重複を避けるため、詳細な説明を省略する。

この実施形態の製造方法では、ブラケット類の溶接がコンパクトなスペースで行える点で好ましく、また中央部・湾曲部成形体がハイドロフォーム加工により効率的に行える点で好ましい。

図３０は、本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図であり、図３１は、図３０の製造フローをさらに具体的に示す斜視図である。
この実施形態の製造方法は、図７、図８に示した実施形態の製造方法と類似しているが、工程の順序が、短管が軸管部に挿入される前に、短管にブラケット類が溶接して取り付けられる点において、図７、図８の実施形態の製造方法と異なっている。

すなわち、この実施形態の製造方法においては、軸管部と湾曲部を一体にハイドロフォーム加工により形成するものであるが、図３０、図３１に示すように、（ｉ）において軸管部・湾曲部の形成用金属素管１７の外径よりも大きな内径の短管９にトレーリングアームブラケット５およびスプリングシート６などのブラケット類を溶接して取り付ける。次いで、（ii）所定の長さの軸管部４と湾曲部３とを一体に形成する湾曲部・軸管部の成形用金属素管１７の外側端部から、上記（ｉ）の短管９を挿入し、端部近傍の所定の位置の外周に、すなわちハイドロフォーム成形後の短管がアクスルケースの所定の位置となるような位置の外周に配置する。

次に、（iii）上記（ii）のように短管９を配置した金属素管１７を軸管部と湾曲部の成形金型を備えたハイドロフォーム成形装置１８’’に装入し、軸管部と湾曲部を拡管成形する。これによって、軸管部４と短管９とが所定位置で密着固定されるとともに、軸管部４の内側端部に湾曲部３が軸管部４と一体に形成された湾曲部・軸管部成形体Ｂを製作する（軸管部と湾曲部の区分を二点鎖線で示す）。
以下、（iv）〜（ｖ）の工程は、図７、図８に示した（iii）〜（iv）の工程と同様であるから、繰り返しを避けるために詳細な説明は省略する。

この方法では、ハイドロフォーム成形装置を用いた金属素管１７の拡管成形により、軸管部とブラケット類を取りつけた短管との固定、および、軸管部と湾曲部との成形を同時に行うことができるので、アクスルケースを効率的に製造することができる。また、ブラケット類の溶接がコンパクトなスペースで行える点で好ましい。

図３２は、本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図であり、図３３は、図３２の製造フローをさらに具体的に示す斜視図である。
この実施形態の製造方法は、図９、図１０に示した実施形態の製造方法と類似しているが工程の順序が、短管が軸管部に挿入される前に、短管にブラケット類が溶接して取り付けられる点において、図９、図１０の製造方法と異なっている。また図３０、図３１の実施形態の製造方法と比べると、中央部成形体をハイドロフォーム加工により成形する点において図３０、図３１と異なっている。
すなわち、この実施形態の製造方法においては、(i)〜(iii)の工程は図３０、図３１と同じであるので、重複を避けるために詳細な説明は省略する。

(iv)の工程において、所定長さの中央部２を成形し得るに足る長さの中央部の金属素管１７’’を中央部を成形する成形金型を備えたハイドロフォーム成形装置１８’’’’’に装入し、中央部成形体Ｃを拡管成形する。
次に（ｖ）の工程では、上記（iv）で成形されたアクスルケースの中央部成形体Ｃに対して、中央部２の軸方向外側端部と（iii）の湾曲部・軸管部成形体Ｂの湾曲部３の軸方向内側端部とを溶接するものである。

この実施形態の製造方法では、ブラケット類の溶接がコンパクトなスペースで行なえ、かつ中央部成形体をハイドロフォーム加工により効率的に行える点で好ましい。

図３４は、本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図を説明する図である。
この実施形態における製造方法は、図３０、図３１に示した方法と同様に、（ｉ）〜（iii）の工程において、ブラケット類を取り付けた短管９を金属素管１７の端部より挿入して端部近傍の所定位置の外周に配置し、この金属素管１７をハイドロフォーム成形装置１８‘‘で拡管成形することにより、軸管部４と短管９とを所定位置で密着固定するとともに、軸管部４の内側端部に湾曲部３を軸管部と一体に成形し、湾曲部・軸管部成形体Ｂを製作する。次いで、（iv）軸管部４と短管９とを溶接して、両者をさらに固定するものである。
（ｖ）〜（vi）の工程は、図３０、図３１の（iv）〜（ｖ）の工程と同じであり、繰り返しを避けるために詳細な説明は省略する。

ハイドロフォーム成形においては、場合によって拡管率に制約が生じ、軸管部と短管との密着固定が拡管のみでは十分に確保できないことがあるが、この実施形態では、軸管部と短管とを溶接によってさらに確実に固定することができ、ハイドロフォーム加工における設計自由度を拡大することができる。また、ブラケット類の溶接がコンパクトなスペースで行える点で好ましい。

図３５は、本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図を説明する図である。この実施形態の製造方法は、図３２、図３３に示した実施形態の製造方法と比べると、軸管部と短管を溶接で固定する点で異なっており、また図３４の実施形態の製造方法と比べると、中央部成形体をハイドロフォーム加工で成形する点で異なっている。

この実施形態における製造方法は、図３２、図３３に示した方法と同様に、（ｉ）〜（iii）の工程において、ブラケット類を取り付けた短管９を金属素管１７の端部より挿入して端部近傍の所定位置の外周に配置し、この金属素管１７をハイドロフォーム成形装置１８’’で拡管成形することにより、軸管部４と短管９とを所定位置で密着固定するとともに、軸管部４の内側端部に湾曲部３を軸管部と一体に成形し、湾曲部・軸管部成形体Ｂを製作する。次いで、（iv）軸管部４と短管９とを溶接して、両者をさらに固定するものである。

（ｖ）の工程においては、所定長さの中央部２を成形し得るに足る長さの中央部の金属素管１７’’を中央部を成形する成形金型を備えたハイドロフォーム成形装置１８’’’’’に装入し、中央部成形体Ｃを拡管成形する。（vi）の工程は、図３２、図３３の（ｖ）の工程と同じであり、繰り返しを避けるために詳細な説明は省略する。

この方法では、軸管部と短管を溶接して両者を確実に固定することが出来、ハイドロフォーム加工の設計自由度を拡大することが出来る点で好ましい。またさらに、中央部成形体をハイドロフォーム加工により効率的に成形できる点で好ましい。

図３６は、本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図であり、図３７は、図３６の製造フローをさらに具体的に示す斜視図である。
この実施形態の製造方法は、図１７、図１８に示す実施形態の製造方法と類似しているが、工程の順序が、短管が軸管部に挿入される前に、短管にブラケット類が溶接して取り付けられる点において、図１７、図１８の実施形態の製造方法と異なっている。

すなわち、図３６、図３７において、先ず（ｉ）所定の長さのアクスルケースを得るに足る長さのアクスルケース成型用金属素管１５の外径よりも大きな内径の短管９に、トレーリングアームブラケット５およびスプリングシート６などのブラケット類を溶接して取り付け、次いで、（ii）上記（ｉ）のブラケット類を取りつけた短管９を金属素管１５の端部から挿入し、端部近傍の所定位置の外周に、すなわちハイドロフォーム成形後の短管が所定の位置となるような位置の外周に配置する。

次に、（iii）、上記（ii）のように短管９を配置した金属素管１５を軸管部、湾曲部および中央部の成形金型を備えたハイドロフォーム成形装置１８’’’に装入し、軸管部、湾曲部および中央部を拡管成形する。これによって、ラケット類が取りつけられた短管９が所定位置で軸管部４と密着固定されるとともに、軸管部４、湾曲部３および中央部２が一体に形成されたアクスルケースとすることができる（軸管部、湾曲部、中央部の区分を二点鎖線で示す）。
次に、ハイドロフォーム成形後、アクスルケース一体成形体Ｄの中央部２の前方側の一部を切断除去することにより、中央部２の前方の開口部を設ける。なお、中央部２の後方のカバー部は、金属素管１５の拡管により形成されている。

この実施形態の製造方法では、アクスルケースの軸管部、湾曲部および中央部の形成と、ブラケット類が取りつけられた短管９の軸管部への固定が一つの工程で完了するため、極めて効率的である。

図３８は、本発明のビーム一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図を説明する図である。
この実施形態における製造方法は、図３６、図３７に示した実施形態の製造方法と類似しているが、軸管部４と短管９とを溶接して、両者をさらに固定する点で、図３６、図３７の実施形態の製造方法と異なっている。

すなわち、図３８に示すように、（ｉ）〜（iii）の工程は、図３６、図３７の（ｉ）〜（iii）の工程と同じであり、ブラケット類を取りつけた短管９をアクスルケース成型用金属素管１５の端部から挿入し、端部近傍の所定位置の外周に配置する。
次に、この金属素管をハイドロフォーム成形装置１８’’’に装入して拡管成形することにより、軸管部４と短管９とを所定位置で密着固定すると共に、軸管部４、湾曲部３、中央部２を一体に成形する。

次に、ハイドロフォーム成形後、アクスルケース一体成形体Ｄの中央部２の前方側の一部を切断除去することにより、中央部２の前方の開口部を設ける。そして、（iv）軸管部４と短管９とを溶接して、両者をさらに固定するものである。

図１１、図１５、図１９、図３４の実施形態において説明したように、ハイドロフォーム加工法においては、場合によって拡管率に制約が生じ、軸管部と短管との密着固定が拡管のみでは十分に確保できないことがあるが、この実施形態の製造方法では、軸管部と短管との溶接によってさらに確実に固定することができ、ハイドロフォーム加工における設計自由度を拡大することができる。

上述のハイドロフォーム装置１８，１８’、１８”、１８’’’、１８’’’’は、それぞれの部分を成形するに対応した形状の金型を有していることは言うまでもない。
また、軸押し量、内圧などの成形条件は、使用する金属素管の形状、材質等を勘案して適宜決めることができる。
本発明の製造方法においては、アクスルケースなどビームの所要により必要な材質を発現し得る材料を適宜選択して製造するものとする。
なお、本発明の実施形態では、ビームとしてアクスルケースを例にとって説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
また、本発明ではビーム類を左右の軸管部、中央部、および左右の軸管部と中央部との間の左右の湾曲部に分類したが、本発明は、明確な湾曲部をもつビーム類に限定されるものでなく、例えばアクスルシャフトのように、車体左右方向に同じ断面を持ち明確な湾曲部を持たないものに対しても本発明のビームは有効であることは言うまでもない。

長さ200mm、厚さ2.8mm、内径61mmの400MPa級鋼製の短管９を用いて、通常は軸管部４に溶接されるブラケット類、すなわちトレーリングアームブラケット５およびスプリングシート６を短管９に溶接し、これを軸管部の外周に挿入固定して図１に示すようなアクセルケースを製作し、前後方向荷重および上下方向荷重による疲労試験を実施した。
アクセルケースは、表１のＮｏ．２〜Ｎｏ．２５に示すように、図３〜図３８に示す２４通りの方法で製作し、比較のため、比較例Ｎｏ．１として、短管９を用いず軸管部４にトレーリングアームブラケット５およびスプリングシート６を直接溶接して固定する方法でも製作した。

製造方法は、図３〜図３８に示すように、ハイドロフォーム加工により軸管部４、湾曲部３及び中央部２を一体成形する場合は、厚さ3.2mm、外径60mm、長さ1650mmの引張強さが400MPa級の金属素管３を用い、軸管部４及び湾曲部３をハイドロフォーム成形して製造する場合には、同素材で長さ550mmの素管４を、中央部２および湾曲部３をハイドロフォーム加工する場合には、厚さ3.2mm、外径80mm、長さ800mmの素管を用い、中央部２をハイドロフォーム加工する場合には、厚さ3.2mm、外径100mm、長さ500mmの素管を用い、ハイドロフォームを用いない場合は、軸管部として同素材で長さ380mmの鋼管５をそれぞれ用いた。

アクスルケースの中央部をプレスおよび溶接により製造する場合には3.2mm厚の引張強さが440MPa級の鋼板を用いた。
従って、ハイドロフォーム加工を用いて軸管部４と湾曲部３を一体に成形性して製作したアクスルケースと、ハイドロフォーム加工を用いないで製作したアクスルケースとでは、アクスルケースの中央部に対する湾曲部或いは軸管部との溶接位置が異なるが、上下方向荷重疲労試験の本実施例ではこの溶接部から疲労亀裂が発生したものは認められなかった。

なお、ハイドロフォーム加工による成形において、軸管部、湾曲部、中央部を一体に成形する場合は、軸押し量250mm、内圧300barとし、また、軸管部と湾曲部を一体に成形する場合は、片方側の成形に対して、軸押し量50mm、内圧300barとして実施した。また、中央部と湾曲部を一体に成形する場合には、軸押し量160mm、内圧300barとし、中央部を成形する場合には、軸押し量100mm、内圧300barとした。
溶接は、いずれの箇所においても、溶接対象の鋼材と同じ強度レベルの溶接材料を用い、炭酸ガスアーク溶接にて行った。

図３９および図４０は、本発明の実施例におけるアクスルケースの疲労試験の方法を説明する模式図である。図３９の前後方向荷重疲労試験は、トレーリングアームブラケット５を含むアクセルケースの軸管部４を切り出して、トレーリングアーム１２に車の前後方向荷重に相当する繰り返し荷重２０を与える試験であり、図４０の上下方向荷重疲労試験は、スプリングシート６に圧縮荷重２１を繰返し与える試験である。
具体的には前後方向荷重疲労試験の場合、図３９に示すように、アクスルケース軸管部およびトレーリングアーム１２をそれぞれピンで固定し、前後方向荷重２０としてトレーリングアーム１２を介して±8kNの荷重を、上下方向荷重疲労試験の場合、上下方向荷重２１としてスプリングシート６に対して0〜8ｋNの圧縮荷重を繰返し載荷し、いずれも疲労亀裂が観察される繰返し数を寿命として求めた。
疲労試験結果を表１、表２（表１のつづき）に示す。

いずれも疲労亀裂はトレーリングアームブラケットと短管の溶接部止端で発生していた。短管を用いない比較例のNo.１に対して、本発明例のNo.２〜２５はいずれも、前後方向荷重に対して100％以上、上下方向荷重に対して70％以上の寿命向上が認められた。また、短管を軸管部に溶接した場合でも、溶接しない場合でも同様に疲労寿命の向上が認められた。

本発明の一実施形態の一例であるアクスルケースを示す図であり、（ａ）は車体前方側の正面図、（ｂ）は（ａ）の車体左右方向の軸に垂直なＢ−Ｂ視部分断面図、（ｃ）は（ａ）の車体左右方向の軸に平行なＡ−Ａ視断面図。 本発明の他の実施形態の一例であるアクスルケースにおける図１（ａ）の車体左右方向の軸に平行なＡ−Ａ視部分断面図。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の一実施形態の製造フローを示す図である。 図３の製造フローを示す斜視図である。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。 図５の製造フローを示す斜視図である。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。 図７の製造フローを示す斜視図である。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。 図９の製造フローを示す斜視図である。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図を説明する図である。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。 図１７の製造フローを示す斜視図である。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。 図２０の製造フローを示す斜視図である。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。 図２２の製造フローを示す斜視図である。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。 図２４の製造フローを示す斜視図である。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。 図２６の製造フローを示す斜視図である。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。 図３０の製造フローを示す斜視図である。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。 図３２の製造フローを示す斜視図である。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。 図３６の製造フローを示す斜視図である。 本発明のビームの一例であるアクスルケースの製造方法の他の実施形態の製造フローを示す図である。 本発明の実施例におけるアクスルケースの前後方向荷重疲労試験の方法を説明する模式図である。 本発明の実施例におけるアクスルケースの上下方向荷重疲労試験の方法を説明する模式図である。 従来のアクスルケースの概要を示す車体前方側の正面図である。

符号の説明

１ ビーム（アクスルケース）
２ 中央部
３ 湾曲部
４ 軸管部
５ トレーリングアームブラケット
５ａ トレーリングアームブラケット基板
５ｂ トレーリングアームブラケット壁板
５ｃ トレーリングアームブラケット壁板
５ｄ トレーリングアーム取り付け孔
５ｅ 当接用切欠き部
６ スプリングシート
６ａ 受け面
６ｂ 当接用切欠き部
７ 開口部
８ カバー部
９ 短管
１０ コイルスプリング
１１ 車輪
１２ トレーリングアーム
１３ アクスルケース中央部の構成部材
１３ａ 凹形状
１３ｂ 四分円弧状の切欠き部
１４ アクスルケース中央部・湾曲部の構成部材
１４ａ 凹形状
１４ｂ 四分円弧状の切欠き部
１５ アクスルケースの成形用金属素管
１７ 湾曲部・軸管部の成形用金属素管
１７’ 中央部・湾曲部の成形用金属素管
１７’’ 中央部の成形用金属素管
１８、１８’、１８”、１８’’’、１８’’’’ ハイドロフォーム成形装置
１９ 溶接部
２０ 前後方向荷重
２１ 上下方向荷重
２２，２３ 溶接部
Ａ 中央部・湾曲部成形体
Ｂ 湾曲部・軸管部・成形体
Ｃ 中央部成形体
Ｄ アクスルケース一体成形体

Claims (8)

1. 車体の幅方向において、左右の軸管部と中央部と、左右の軸管部と中央部との間の左右の湾曲部とからなり、軸管部の端部近傍に少なくともブラケットを有するビームであって、軸管部の端部近傍の外周に短管が固定され、該短管に少なくともブラケットが取り付けられていることを特徴とするビーム。
2. 前記短管が前記軸管部の外周に溶接により固定されていることを特徴とする請求項１に記載のビーム。
3. 請求項１に記載のビームの製造方法であって、軸管部に短管を挿入し、短管を軸管部の所定位置の外周に固定する工程、分割して成形されたビーム中央部・湾曲部の構成部材を接合して中央部・湾曲部成形体を製作する工程、軸管部の軸方向端部と中央部・湾曲部成形体の湾曲部の軸方向端部とを接合する工程、短管に少なくともブラケットを取り付ける工程とからなることを特徴とするビームの製造方法。
4. 請求項１に記載のビームの製造方法であって、湾曲部及び軸管部を一体に形成する金属素管の所定位置の外周に短管を挿入する工程、湾曲部と軸管部を一体に形成する成形金型を備えたハイドロフォーム成形装置に金属素管を装入し、ハイドロフォーム成形により短管に軸管部を固定すると共に、湾曲部・軸管部成形体を成形する工程、分割して成形されたビーム中央部の構成部材を接合して中央部成形体を製作する工程、湾曲部・軸管部成形体の湾曲部の軸方向端部と中央部成形体の軸方向端部とを接合する工程、短管に少なくともブラケットを取り付ける工程とからなることを特徴とするビームの製造方法。
5. 請求項１に記載のビームの製造方法であって、中央部、湾曲部および軸管部を一体に形成する金属素管の所定位置の外周に短管を挿入する工程、中央部、湾曲部および軸管部を一体に形成する成形金型を備えたハイドロフォーム成形装置に金属素管を装入し、ハイドロフォーム成形により短管を軸管部に固定すると共に中央部、湾曲部、軸管部の一体成形体を成形する工程、短管に少なくともブラケットを取り付ける工程とからなることを特徴とするビームの製造方法。
6. 請求項１に記載のビームの製造方法であって、軸管部に短管を挿入し、短管を軸管部の所定位置の外周に固定する工程、中央部と湾曲部を一体に形成する成形金型を備えたハイドロフォーム成形装置に金属素管を装入し、ハイドロフォーム成形により中央部・湾曲部成形体を製作する工程、軸管部の軸方向端部と中央部・湾曲部成形体の湾曲部の軸方向端部とを接合する工程、短管に少なくともブラケットを取り付ける工程とからなることを特徴とするビームの製造方法。
7. 請求項１に記載のビームの製造方法であって、湾曲部及び軸管部を一体に形成する金属素管の所定位置の外周に短管を挿入する工程、湾曲部と軸管部を一体に形成する成形金型を備えたハイドロフォーム成形装置に金属素管を装入し、ハイドロフォーム成形により短管に軸管部を固定すると共に、湾曲部・軸管部成形体を成形する工程、中央部を形成する成形金型を備えたハイドロフォーム成形装置に金属素管を装入し、ハイドロフォーム成形により中央部成形体を製作する工程、湾曲部・軸管部成形体の湾曲部の軸方向端部と中央部成形体の軸方向端部とを接合する工程、短管に少なくともブラケットを取り付ける工程とからなることを特徴とするビームの製造方法。
8. 前記短管を前記軸管部の外周に溶接により固定することを特徴とする請求項３〜７のいずれか１項に記載のビームの製造方法。

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