JP3750521B2 - 異形断面筒状体の製造方法及びトーションビーム用アクスルビーム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は異形断面筒状体の製造方法及びトーションビーム用アクスルビームに関する。詳しくは、本発明の異形断面筒状体の製造方法は、筒状の被加工体の内面に液体圧力を付与しつつプレス成形することにより凹部を有する異形断面筒状体を製造する方法に関する。また、本発明のトーションビーム用アクスルビームは、例えば車両の後輪懸架装置として用いられるトーションビームにおいて、車輪側に取り付けられる一対のトレーリングアームに一体に又は一体的に結合されて各該トレーリングアームを連結するアクスルビームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば、軸直角方向に凹む凹部を軸方向の少なくとも一部に有するような異形断面筒状体を製造する方法として、筒状の被加工体の内部に液体を密封し、液体圧力を被加工体の内面に付与しつつプレス成形する方法が知られている。
【０００３】
例えば、特開平８−９００９７号公報には、液体圧力を利用して、管の長手方向で断面形状が異なる異形断面管を製造する方法が開示されている。この方法では、まず被加工体としての円管の内部に液体を充填した後、さらに液体をポンプで供給して所定の液体圧力Ｐ１を円管内面に掛ける。そして、この状態で、所定形状の上下プレス型を用いてプレス成形することにより、円管を曲げ加工する。最後に、円管内に液体をさらに供給して液体圧力を所定の値Ｐ２まで増加し、上下プレス型の型面に沿わせて円管を膨出変形させることにより、最終形態の異形断面形状にして成形を完了する。
【０００４】
一方、上記したような異形断面筒状体を利用した製品として、例えば、車両の後輪懸架装置としてのトーションビームに用いられるアクスルビームが知られている。
【０００５】
例えば、ＥＰ ０６５０８６０ Ｂ１公報には、図２０に示すように、車輪側に取り付けられる一対のトレーリングアーム９１、９１と、各トレーリングアーム９１、９１の一端に自己の両端が一体に結合されて各トレーリングアーム９１、９１を連結するアクスルビーム９２とからなるトーションビームが開示されている。このトーションビームのアクスルビーム９２は、曲げ剛性を有し、しかもねじり柔軟性をも有するような形状とされている。すなわち、図２１に示すように、アクスルビーム９２の軸直角断面形状は、密閉空間を有する閉断面形状であり、かつ、中心から放射方向に延びる３つの翼部９２ａ、９２ａ、９２ａが１２０度の等間隔で周方向に配設された略星形状とされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の製造方法は、プレス型で円管を曲げ加工した後、別途設けられた液体加圧装置で円管内の液体を加圧することにより、最終形態の異形断面形状に成形するものである。このため、上記従来の製造方法では、プレス成形工程を行った後、さらに液体加圧工程を行う必要があり、製造工程が複雑で面倒であるという問題があった。
【０００７】
また、最終的には円管内の液体圧力のみの利用により円管を膨出させて型面の形状どおりに整形するため、非常に大きな液体圧力を必要とする。このため、液体を積極的に加圧して液体圧力を高圧にするための液体加圧装置や、上昇する液体圧力に対抗しうる型締め力をプレス型に付与すべく大型の専用油圧プレス装置等が必要となり、設備が複雑・大型化するとともに設備費が高騰するという問題もあった。
【０００８】
一方、上記従来のアクスルビーム９２は、図２１から明らかなように、大きさ及び形状の等しい３つの翼部９２ａ、９２ａ、９２ａが中心から放射方向に延び、しかも３つの翼部９２ａ、９２ａ、９２ａが周方向に均等に配設されていることから、図心とせん断中心とが一致する軸直角断面形状を有するものである。このように軸直角断面形状において図心とせん断中心とが一致していると、アクスルビーム９２におけるロール剛性が低くなるとともに、ステア特性がオーバーステア傾向となり、したがって操安性が低下するという問題がある。
【０００９】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、製造工程を簡素とすることができ、また液体加圧装置や大型の専用油圧プレス装置等を不要として、設備の複雑・大型化や設備費の高騰を避けることのできる異形断面筒状体の製造方法を提供することを第１の課題とし、また軸直角断面形状の改良により操安性の向上に寄与しうるトーションビーム用アクスルビームを提供することを第２の課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の異形断面筒状体の製造方法は、少なくとも一方が少なくとも１個の凸状型部を有するプレス上下型を用いて、液体が密封された筒状の被加工体をプレス成形することにより、該凸状型部で押圧されて軸直角方向に凹む凹部を該被加工体の軸方向の少なくとも一部に形成する異形断面筒状体の製造方法であって、
上記凹部の成形に伴う上記被加工体の内部容積の減少により上昇する液体圧力を利用することにより、該被加工体の内部の液体を加圧装置で加圧することなく、プレス開始点からプレス終了点までの一ストローク行程で該被加工体から最終形態の異形断面筒状体までの成形を完了し、
前記凹部が形成される部位における前記被加工体の外周面は、周方向の一部が前記プレス上下型の型面で拘束されない非拘束面とされていることを特徴とするものである。
【００１１】
好適な態様において、前記一ストローク行程は、
前記凹部の成形に伴う前記被加工体の内部容積の減少により徐々に上昇する液体圧力を該被加工体の内周面に付与しつつプレス成形する、プレス開始点から所定点までのストローク前半における昇圧行程と、
該昇圧行程から連続して行われ、上昇過程にある液体圧力を上記被加工体の内周面に付与することなくプレス成形する、上記所定点からプレス終了点までのストローク後半における非昇圧行程とからなる。
【００１２】
ここに、上昇過程にある液体圧力を被加工体の内周面に付与することなくプレス成形するとは、（１）一定に維持された液体圧力を被加工体の内周面に付与しつつプレス成形すること、（２）徐々に下降する液体圧力を被加工体の内周面に付与しつつプレス成形すること、及び（３）非昇圧行程の開始から途中までは徐々に下降する液体圧力を被加工体の内周面に付与しつつプレス成形し、非昇圧行程の最終段階では液体圧力を被加工体の内周面に付与することなくプレス成形することの何れをも含む意味である。
【００１４】
好適な態様において、前記所定点で前記被加工体の内部から前記液体を排出する排出制御装置を用いて、前記非昇圧行程において該被加工体の内周面に付与される液体圧力を定圧に維持するか又は降圧させる。
【００１５】
本発明のトーションビーム用アクスルビームは、車輪側に取り付けられる一対のトレーリングアームに一体に結合されて各該トレーリングアームを連結するトーションビーム用アクスルビームであって、
軸直角方向に凹む凹部を軸方向の少なくとも一部に有し、該凹部における軸直角断面形状は、密閉空間を有する閉断面形状であり、かつ、せん断中心が図心から所定量偏心した形状であり、かつ、
軸方向中央の大径中央部と、該大径中央部よりも小径の一対の小径端部と、該大径中央部の両端と各該小径端部とをそれぞれ一体に連結する一対の外径徐変部とからなる粗管の該大径中央部に前記凹部を成形した後、曲げ加工することにより、各該小径端部によりそれぞれが構成された各前記トレーリングアームに一体に結合されて各該トレーリングアームを連結するように、少なくとも該大径中央部により構成され、
上記粗管は、前記せん断中心が前記図心から偏心する方向と同一方向に各上記小径端部が上記大径中央部に対してそれぞれ偏心して設けられることにより、各該小径端部がそれぞれ偏心した側における周方向の一部において、該大径中央部、上記外径除変部及び該小径端部が径方向に段差のない連続面で接続されていることを特徴とするものである。
【００１６】
ここに、凹部における軸直角断面形状が密閉空間を有する閉断面形状であるとは、アクスルビームの外周壁が端部をもたずに環状に繋がっていること、すなわちアクスルビームの外周壁が環状壁により構成されていることを意味し、環状壁よりなる外周壁で囲まれた単一の密閉空間を形成する場合のみならず、略対向する外周壁の内面同士が当接して重ね合わせ部とされることにより、該重ね合わせ部で分断された複数の密閉空間を形成する場合をも含む概念である。
【００１７】
好適な態様において、前記凹部における軸直角断面形状は略Ｕ状又は略Ｖ状である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の異形断面筒状体の製造方法では、少なくとも一方が少なくとも１個の凸状型部を有するプレス上下型を用いて、液体が密封された筒状の被加工体をプレス成形することにより、該凸状型部で押圧されて軸直角方向に凹む凹部を軸方向の少なくとも一部に有する異形断面筒状体を製造するものである。この際、上記凹部の成形に伴う上記被加工体の内部容積の減少により上昇する液体圧力を利用することにより、該被加工体の内部の液体を加圧装置で加圧することなく、プレス開始点からプレス終了点までの一ストローク行程で該被加工体から最終形態の異形断面筒状体までの成形を完了する。
【００２０】
このように本発明の製造方法では、液体が密封された被加工体をプレス成形することのみで最終形態の異形断面筒状体にして成形を完了するので、プレス成形後に液体加圧工程を行う必要がない。このため、製造工程が簡素となる。また、液体加圧装置や大型の専用油圧プレス装置等が不要となり、設備の複雑・大型化や設備費の高騰を避けることができる。
【００２１】
ここに、本発明の製造方法においては、被加工体内部の液体圧力の立ち上がり速度（圧力上昇速度）、最高圧の保持時間及び最高圧到達後の圧力状態は完成したプレス成形品の良し悪しに関係しないことが本発明者の実験結果により判明している。
【００２２】
本発明の製造方法におけるプレス成形の一ストローク行程は、前記凹部の成形に伴う前記被加工体の内部容積の減少により徐々に上昇する液体圧力を該被加工体の内周面に付与しつつプレス成形する、プレス開始点から所定点までのストローク前半における昇圧行程と、該昇圧行程から連続して行われ、上昇過程にある液体圧力を上記被加工体の内周面に付与することなくプレス成形する、上記所定点からプレス終了点までのストローク後半における非昇圧行程とからなることが好ましい。
【００２３】
ストローク前半における昇圧行程では、上記凹部の成形に伴う上記被加工体の内部容積の減少により徐々に上昇する液体圧力を該被加工体の内周面に付与しつつプレス成形する。すなわち、内部に液体が密封された筒状の被加工体をプレス上下型でプレス成形することにより、プレス型の凸状型部で押圧された被加工体が軸直角方向に凹むように塑性変形し、この凹部の成形に伴い被加工体の内部容積が減少する。そして、昇圧行程においては、被加工体の内部容積の減少に応じて徐々に上昇する液体圧力を被加工体の内周面に付与しつつプレス成形する。このため、この昇圧行程においては、徐々に上昇する液体圧力が被加工体の内周面に作用することにより、プレス上下型の型面に確実に被加工体を沿わせるように整形することができるとともに、被加工体が曲げ座屈等することを防止することができ、滑らかな成形が可能となる。
【００２４】
また、ストローク後半における非昇圧行程では、上昇過程にある液体圧力を上記被加工体の内周面に付与することなくプレス成形する。すなわち、この非昇圧行程では、（１）一定に維持された液体圧力を被加工体の内周面に付与しつつプレス成形する、（２）徐々に下降する液体圧力を被加工体の内周面に付与しつつプレス成形する、又は（３）非昇圧行程の開始から途中までは徐々に下降する液体圧力を被加工体の内周面に付与しつつプレス成形し、非昇圧行程の最終段階では液体圧力を被加工体の内周面に付与することなくプレス成形する。このように上昇過程にある液体圧力を被加工体の内周面に付与することなくプレス成形することにより、被加工体内部の液体圧力が過度に上昇することを回避することができる。
【００２５】
なお、プレス開始点からプレス終了点までのプレス成形の一ストローク行程を、凹部の成形に伴う被加工体の内部容積の減少により徐々に上昇する液体圧力を該被加工体の内周面に付与しつつプレス成形する、昇圧行程のみから構成することも可能である。
【００２６】
上記凹部は、筒状体の軸方向の一部に一個若しくは断続的に二個以上設けたり、又は軸方向全体にわたって連続的に設けたりすることができる。軸方向に複数個の凹部を設ける場合は、それぞれが筒状体の周方向において同じ位置に配置されても異なる位置に配置されてもよい。また、筒状体の一の軸直角断面において、周方向に複数個の凹部を配設することもできる。凹部の形状や大きさは特に限定されない。また、凹部を複数個設ける場合は、それぞれが異なる形状や大きさとすることもできる。
【００２７】
上記凸状型部は、プレス上下型の少なくとも一方に設けることができ、成形しようとする異形断面筒状体の凹部に応じて、その形状、大きさ、数及び位置等を適宜設定することができる。なお、凸状型部以外のプレス上下型の型面は、成形しようとする異形断面筒状体の外周面形状に合わせて適宜設定可能である。
【００２８】
ここに、本発明の製造方法では、前記凹部が形成される部位における被加工体の外周面において、周方向の一部をプレス上下型の型面で拘束しないでプレス成形する。すなわち、凹部が形成される部位における被加工体の外周面は、周方向の一部がプレス上下型の型面で拘束されない非拘束面とされている。こうすることで、凸状型部を有する一方のプレス型を、例えば被加工体の軸直角方向幅（円筒状の被加工体であれば直径）よりも短い幅の凸状部分型とすることができる。したがって、プレス上下型を密閉式型構造にする場合と比較して、型費や型摩耗の低減に寄与しうる。
【００２９】
また、このように非拘束面を設けつつプレス成形しても、プレスストロークの所定点で液体圧力の上昇を無くすこと等して、プレス終了点を含むプレスストローク中に到達する液体圧力の最高圧を所定値以下とすることにより、液体圧力により被加工体が非拘束面で過大変形することを適切に防止することができる。
【００３０】
また、本発明の製造方法では、前記所定点で前記被加工体の内部から前記液体を排出する排出制御装置を用いて、前記非昇圧行程において該被加工体の内面に付与される液体圧力を定圧に維持するか又は降圧させることが好ましい。プレスストロークの所定点で被加工体の内部から液体を排出する液体排出装置を用いることにより、被加工体の内面に付与される液体圧力の制御が容易かつ正確となり、したがって該所定点で液体圧力の上昇を容易かつ確実に無くすことができる。
【００３１】
かかる排出制御装置の一例としては、被加工体の端部を閉塞する密封栓に接続されて該被加工体の内部に通じる排出管と、該排出管に設けられ、該被加工体の内部の液体圧力が設定圧を超えたときに自動的に開状態となり、液体圧力が設定圧以下になれば自動的に閉状態となるリリーフ弁とから構成することができる。
【００３２】
また、排出制御装置の他の例としては、密閉された作動室を有し、該作動室を液体室とガス室とに液密的に仕切る仕切部材が該作動室内に往復摺動可能に配設されたシリンダ部材と、被加工体の端部を閉塞する密閉栓に一端が接続されるとともに該シリンダ部材の液体室に他端が接続されて、該被加工体の内部と該シリンダ部材の液体室とを連通する接続管と、該シリンダ部材のガス室に接続されて該シリンダ部材のガス室に所定圧力のガスを供給するガス供給手段とから構成することができる。
【００３３】
排出制御装置のさらに他の例としては、被加工体の端部を閉塞する密封栓に接続されて該被加工体の内部に通じる排出管と、該密閉栓又は該排出管に設けられ、プレスストロークの所定点で該被加工体の内部の液体圧力が最高圧となるように流路断面積が設定された絞り部とから構成することができる。
【００３４】
本発明のトーションビーム用アクスルビームは、車輪側に取り付けられる一対のトレーリングアームに一体に結合されて各該トレーリングアームを連結するものである。このアクスルビームは、アクスルビームの両端に結合される各トレーリングアームと一体に形成されたものである。
【００３５】
本発明のアクスルビームは、軸直角方向に凹む凹部を軸方向の少なくとも一部に有し、該凹部における軸直角断面形状が、密閉空間を有する閉断面形状であり、かつ、せん断中心が図心から所定量偏心した形状であることを特徴とする。
【００３６】
ここに、上記凹部における軸直角断面形状の図心とは、この軸直角断面形状が示す平面図形の重心をいう。また、上記凹部における軸直角断面形状のせん断中心とは、該断面に曲げモーメントのほかにせん断力が働いた場合であってもねじり変形を伴わない単純曲げを実現させうるように、せん断力の合力が通って働く断面上の点をいう。これら上記凹部における軸直角断面形状の図心及びせん断中心は、該軸直角断面形状から一義的に定まるものであり、該軸直角断面形状に基づいて所定の幾何学的計算により求めることができる。
【００３７】
このようにアクスルビームの軸方向の少なくとも一部に所定形状の凹部が設けられ、該凹部における軸直角断面形状のせん断中心が図心から所定量偏心していることにより、このアクスルビームにおけるロール剛性が向上するとともに、ステア特性がアンダーステア傾向となって直進性が向上し、したがって操安性の向上に寄与する。
【００３８】
また、このアクスルビームは、上記凹部における軸直角断面形状が密閉空間を有する閉断面形状であることから、この密閉空間の大きさを変えることによりアクスルビームの捻り剛性やロール剛性を容易に調整することができる。したがって、ロール抑制のためのスタビライザを別途設けることが不要となる。また、このアクスルビームは、密閉空間を有する閉断面形状であることから、疲労亀裂の発生し易いシャエッジ部が存在せず、したがって耐久性が大幅に向上する。
【００３９】
上記凹部における軸直角断面形状のせん断中心を図心から偏心させる量については、偏心量が小さ過ぎては偏心させることによる効果を十分に発揮させることができず、一方偏心量が大き過ぎると車両の直進性に悪影響を及ぼすおそれがある。このため、偏心量は、偏心させることによる効果をある程度は期待でき、しかも車両の直進性に悪影響を及ぼさない範囲内に納める必要がある。
【００４０】
また、上記凹部における軸直角断面形状のせん断中心を図心から偏心させる方向については、本発明のアクスルビームが車両に搭載された状態でせん断中心が図心よりも少なくとも上方に位置するような位置関係となるように、偏心していればよい。ただし、偏心による操安性向上の効果を偏心量に対してより効率的に発揮させる観点からは、本発明のアクスルビームが車両に搭載された状態でせん断中心が図心から真っ直ぐ上方に偏心していることが好ましい。
【００４１】
上記凹部における軸直角断面形状の具体的形状としては、密閉空間を有する閉断面形状であり、かつ、せん断中心が図心から偏心しているような形状であれば特に限定されず、略Ｕ状や略Ｖ状とする他、略Ｙ状や略コの字状等とすることができるが、これらのうちでも略Ｕ状又は略Ｖ状であることが好ましい。かかる形状であれば、閉断面形状における密閉空間の大きさや、図心に対するせん断中心の偏心量を容易に変更することができ、したがってアクスルビームの捻り剛性やロール剛性及びステア特性を容易に調整することが可能となる。また、限られたスペース内でより効果的にせん断中心を図心から偏心させて偏心量を大きくすることも可能となる。
【００４２】
また、上述のとおり上記凹部における密閉空間の大きさを変えることによりアクスルビームの捻り剛性やロール剛性を容易に調整することができ、この密閉空間を大きくすればするほどアクスルビームの捻り剛性やロール剛性を高くすることが可能となる。したがって、アクスルビームに要求される捻り剛性やロール剛性に応じて密閉空間の大きさを適宜設定することができる。この際、密閉空間は、アクスルビームの外周壁で囲まれた単一の密閉空間とする他、略対向する外周壁の内面同士が当接して重ね合わせ部とされることにより、該重ね合わせ部で分断された複数の密閉空間とすることも可能である。
【００４３】
ここに、前記トーションビーム用アクスルビームは、軸方向中央の大径中央部と、該大径中央部よりも小径の一対の小径端部と、該大径中央部の両端と各該小径端部とをそれぞれ一体に連結する一対の外径徐変部とからなる粗管の該大径中央部に前記凹部を成形した後、曲げ加工することにより、各該小径端部によりそれぞれが構成された各前記トレーリングアームに一体に結合されて各該トレーリングアームを連結し、少なくとも該大径中央部により構成されたものであって、上記粗管は、前記せん断中心が前記図心から偏心する方向と同一方向に各上記小径端部が上記大径中央部に対してそれぞれ偏心して設けられることにより、各該小径端部がそれぞれ偏心した側における周方向の一部において、該大径中央部、上記外径除変部及び該小径端部が径方向に段差のない連続面で接続されている。
【００４４】
トーションビーム用アクスルビームにおいては、車両における設置スペース等の制約から、トレーリングアームは必要剛性を確保しうる範囲内でなるべく細くすることが望ましい。そこで、図１８に示すように、軸方向中央の大径中央部６１と、大径中央部６１よりも小径の一対の小径端部６２と、大径中央部６１の両端と各小径端部６２とをそれぞれ一体に連結する一対の外径除変部６３とからなり、大径中央部６１、各小径端部６２及び各外径除変部６３がそれぞれ同芯状とされた同芯異径の粗管６０を準備し、この粗管６０から所定形状の前記凹部を有するアクスルビームの両端に一対のトレーリングアームが一体に結合されたトーションビームを製造しようとすると、以下に示すような問題がある。
【００４５】
すなわち、上記粗管６０からトーションビームを製造した場合、粗管６０の大径中央部６１に所定形状の凹部６１ａを成形した後、曲げ成形することにより、各トレーリングアームが各小径端部６２によりそれぞれ構成されるとともに、アクスルビームが少なくとも大径中央部６１及び各外径除変部６３により構成されることになる。このとき、同芯異径の粗管６０における外径除変部６３は、大径中央部６１から小径端部６２へと向かうに連れて周方向において均等に外径が徐々に小さくなっており、大径中央部６１と各小径端部６２との間には、周方向に均等な径方向の段差Ｈが存在する。このため、図１９に示すように、大径中央部６１に前記凹部６１ａを成形した後においても、大径中央部６１と各小径端部６２との間には上記径方向の段差Ｈが周方向の少なくとも一部に残存する。かかる段差Ｈの存在は、軸方向の圧縮荷重がかかったときに段差Ｈの部分で座屈が起こりやすくなることから、軸方向の入力に対する強度の低下原因となる。このため、この段差Ｈが例えばアクスルビームの両端部分に存在すると、車両横方向からの入力に対するアクスルビームの強度が低下するおそれがある。
【００４６】
この点、上記粗管として、前記せん断中心が前記図心から偏心する方向と同一方向に各上記小径端部が上記大径中央部に対してそれぞれ偏心して設けられることにより、各該小径端部がそれぞれ偏心した側における周方向の一部において、該大径中央部、上記外径除変部及び該小径端部が径方向に段差のない連続面で接続されているものを用いると、前記凹部を成形した後においても、上記周方向の一部に上記径方向に段差のない連続面を残存させることができる。このため、軸方向の入力に対して強度が低下する原因となる前記段差Ｈを無くすことができ、軸方向入力に対する強度の信頼性を向上させることが可能となる。
【００４７】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００４８】
（実施例１）
図１〜図５に示す本実施例の異形断面筒状体の製造方法は、請求項１〜３に記載の発明に係るものである。
【００４９】
図１は本実施例の製造方法についてプレス加工前の状態を示す断面図であり、図２は本実施例の製造方法についてプレス加工後の状態を示す断面図であり、図３は図２のＡ−Ａ線矢視断面図であり、図４は本実施例の製造方法に係る排出制御装置の具体的な回路構成を示すブロック図であり、図５は本実施例の製造方法におけるプレスストロークと被加工体内部の液体圧力との関係を示す線図である。
【００５０】
本実施例に係る製造装置は、軸直角断面形状が真円形状の金属製素管よりなる円筒状の被加工体１をプレス成形することにより、軸直角方向に凹む凹部１ａを軸方向の一部に有する異形断面筒状体を製造するものである。この製造装置は、型台２と、この型台２に対して所定位置に配設、固定されたプレス下型３と、型台２に対して上下方向の往復動可能に配設され、一対のクッションピン４、４を介してエアシリンダ（図示せず）により上向きに付勢されたフローティング型５と、図示しない油圧シリンダにより上下動可能に支持されたプレス上型６と、被加工体１の一方側の開口端部に結合され、シールパッキン７を介して該開口端部を液密的に閉塞する第１密封栓８と、被加工体１の他方側の開口端部に結合され、シールパッキン７を介して該開口端部を液密的に閉塞する第２密封栓９と、第２密封栓９に接続された液体排出制御装置１０とから構成されている。
【００５１】
上記プレス下型３は、被加工体１の軸方向中央部の下方部に凹部１ａを形成すするためのもので、該凹部１ａの形状に対応した形状の凸状型部３ａを有する部分型である。すなわち、このプレス下型３は、被加工体１の軸方向長さよりも短い軸方向長さを有し、かつ、被加工体１の直径（軸直角方向幅）よりも短い幅ｄを有する凸状部分型である。このため、被加工体１は、プレス加工の過程で、凹部１ａが形成される部位における被加工体１の外周面において、周方向の一部（図３にＰで示す範囲）がプレス上下型３、６の型面で拘束されない非拘束面１ｂ、１ｂとされる。
【００５２】
上記プレス上型６は、被加工体１の上方部を成形するためのもので、被加工体１の軸方向長さよりも若干短い軸方向長さを有し、軸方向全体にわたって延在する凹状型面６ａを下面に有している。このプレス上型６の軸方向長さはプレス下型３の軸方向長さよりも長く、プレス上型６の軸方向の略中央にプレス下型３が配設されている。また、プレス上型６の凹状型面６ａは、プレス下型３の凸状型部３ａの軸方向長さに相当する範囲が図３に示すように略Ｕ形状の凹状型面とされ、その軸方向両側の範囲が被加工体１の外面形状に対応した（被加工体１の外径と同等の直径を有する）半円形状の凹状型面とされている。
【００５３】
上記第１密封栓８には給水孔８ａが貫設されており、この給水孔８ａには図示しない給水管が接続されている。そして、図示しない給水ポンプから給水管及び給水孔８ａを介して被加工体１の内部に水Ｗが供給可能となされている。なお、被加工体１内に供給する液体は油等でもよい。
【００５４】
上記第２密封栓９には排水孔９ａが貫設されており、この排水孔９ａに液体排出制御装置１０が接続されている。この排出制御装置１０は、図４に示すように、排水孔９ａに一端が接続された排水管１１と、この排水管１１に配設された高圧カプラー１２と、この高圧カプラー１２よりも下流側の排水管１１に配設されたデジタル圧力計１３と、このデジタル圧力計１３よりも下流側の排水管１１に配設されたアナログ圧力計１４付の可変リリーフ弁１５と、排水管１１の他端が接続されたドレンタンク１６と、高圧カプラー１２とデジタル圧力計１３との間の排水管１１から分岐してドレンタンク１６に接続されたドレン管１７と、このドレン管１７の途中に設けられたエア抜きバルブ１８とから構成されている。
【００５５】
上記可変リリーフ弁１５は、被加工体１の内部の液体圧力が設定圧を超えたときに自動的に開状態となり、液体圧力が設定圧以下になれば自動的に閉状態となるものである。この可変リリーフ弁１５の作動により、プレス加工の過程において、被加工体１の内部の液体圧力が設定圧に到達した以降は該液体圧力を該設定圧に維持することが可能となる。なお、この設定圧は、液体圧力により被加工体１の非拘束面１ｂ、１ｂが過大変形することを適切に防止しうる範囲内に設定されている。
【００５６】
上記エア抜きバルブ１８は、被加工体１の内部に給水する際に該被加工体１内の空気を抜くためのものである。
【００５７】
上記構成の製造装置を用いて被加工体１から凹部１ａを有する異形断面筒状体を製造する方法について、以下説明する。
【００５８】
（被加工体の配置工程）
まず、図示しない給水管が接続された第１密封栓８及び排出制御装置１０が接続された第２密封栓９を予め被加工体１の開口端部に結合しておく。そして、図１に示すように、クッションピン４、４を介して図示しないエアシリンダにより上方に付勢されて上昇位置に保持されたフローティング型５上に被加工体１をセットするとともに、図示しない油圧シリンダの作動によりプレス上型６を下降させて被加工体１の上方にセットする。なお、この状態では、被加工体１はプレス上型６の凹状型面６ａ及びプレス下型３と当接していない。
【００５９】
（被加工体内部への液体充満工程）
次に、エア抜きバルブ１８を開放した状態で図示しない給水ポンプを作動させることにより、被加工体１内部の空気を抜きつつ該被加工体１内部に給水して水Ｗを充満させた後、エア抜きバルブ１８を閉鎖する（図１に示す状態）。
【００６０】
（プレス加工工程における昇圧行程）
そして、図示しない油圧シリンダの作動によりプレス上型６を下降させる。これにより、プレス上型６の凹状型面６ａが被加工体１に当接し、フローティング型５とともに被加工体１を下降させる。その結果、被加工体１がプレス下型３に当接し、それ以降はプレス下型３の凸状型部３ａにより被加工体１が軸直角方向に凹むように変形し、凹部１ａの成形が開始される。この被加工体１の変形に伴い被加工体１内部の容積が減少し、その結果被加工体１内部の液体圧力が徐々に上昇する。
【００６１】
（プレス加工工程における非昇圧（定圧）行程）
そして、被加工体１内部の液体圧力が予め設定された可変リリーフ弁１５の設定圧を超えれば、該可変リリーフ弁１５が自動的に開状態となる。これにより、可変リリーフ弁１５の開度に応じた排出量で、被加工体１の内部容積の減少に伴って被加工体１内部から水Ｗが排出される。したがって、被加工体１内部の液体圧力が該設定圧に到達した以降は、被加工体１内部の液体圧力が該設定圧に維持される。
【００６２】
こうして被加工体１内部の液体圧力が設定圧に維持された状態で、プレス上型６の下降によるプレス加工が進行して凹部１ａの成形が進み、フローティング型５が型台２に当接した時点でプレス加工が完了する（図２の状態）。
【００６３】
（脱型工程）
プレス加工の完了後は、被加工体１内部の水Ｗを排出した後、図示しない油圧シリンダの作動によりプレス上型６を上昇させ、完成した異形断面筒状体を脱型する。
【００６４】
こうして軸方向の略中央部に軸直角方向に凹む凹部１ａを有する異形断面筒状体を製造することができる。
【００６５】
このように本実施例の製造方法では、液体が密封された被加工体１をプレス成形することのみで最終形態の異形断面筒状体にして成形を完了するので、プレス成形後に液体加圧工程を行う必要がない。このため、製造工程が簡素となる。また、液体加圧装置や大型の専用油圧プレス装置等が不要となり、設備の複雑・大型化や設備費の高騰を避けることができる。
【００６６】
そして、プレスストローク前半における昇圧行程では、被加工体１の内部容積の減少に応じて徐々に上昇する液体圧力を被加工体１の内周面に付与しつつプレス成形することから、徐々に上昇する液体圧力が被加工体の内周面に作用することにより、プレス下型３の凸状型部３ａ及びプレス上型６の凹状型面６ａに確実に被加工体１を沿わせるように整形することができるとともに、被加工体１が曲げ座屈等することを防止することができ、滑らかな成形が可能となる。
【００６７】
また、ストローク後半における非昇圧行程では、定圧に維持された液体圧力を被加工体１の内周面に付与しつつプレス成形することから、被加工体１内部の液体圧力が過度に上昇することを回避することができる。このため、プレス下型３を部分型として、凹部１ａが形成される部位における被加工体１の外周面において、周方向の一部をプレス下型３及びプレス上型６の型面で拘束しないでプレス成形する場合であっても、被加工体１の非拘束面１ｂ、１ｂが過度に変形することを回避することができ、この非拘束面１ｂ、１ｂの部分における成形を適正に行うことが可能となる。そして、被加工体１に凹部１ａを成形するための凸状型部３ａを有するプレス下型３が部分型とされていることから、プレス上下型を密閉式型構造にする場合と比較して、型費や型摩耗の低減に寄与しうる。
【００６８】
さらに、本実施例では、可変リリーフ弁１５を備えた排出制御装置１０の利用により、プレスストロークの所定点で被加工体１の内部から確実に液体を排出させて該被加工体１内部の液体圧力を確実に定圧に維持することができる。このため、被加工体１の内面に付与される液体圧力の制御が容易かつ正確となり、したがって該所定点で液体圧力の上昇を容易かつ確実に無くして、該所定点以降の液体圧力を容易かつ正確に定圧に維持することができる。
【００６９】
（実施例２）
図６に示す本実施例の異形断面筒状体の製造方法は、請求項１〜３に記載の発明に係るものである。
【００７０】
本実施例に係る製造装置は、前記実施例１における液体排出制御装置１０の代わりに構成要素の異なる液体排出制御装置２０を用いたものであり、その他の構成は前記実施例１で用いた製造装置と同様である。
【００７１】
この液体排出制御装置２０は、密閉された所定容量の作動室を有し、該作動室を液体室２１ａとガス室２１ｂとに液密的に仕切る仕切部材２１ｃが該作動室内に往復摺動可能に配設されたシリンダ部材２１と、被加工体１の開口端部を閉塞する第２密封栓９の排水孔９ａに一端が接続されるとともに該シリンダ部材２１の液体室２１ａに他端が接続されて、被加工体１の内部とシリンダ部材２１の液体室２１ａとを連通する接続管２２と、シリンダ部材２１のガス室２１ｂに接続されて該ガス室２１ｂに所定圧力のガスを供給するガス供給手段２３とから主に構成されている。
【００７２】
上記接続管２２には、第２密封栓９側に高圧カプラー２４が配設されるとともに、この高圧カプラー２４の下流側に絞り部２５が配設されている。この絞り部２５により、被加工体１内部から排出される高圧の液体は絞り部２５で降圧されてから液体室２１ａへ導かれるため、液体室２１ａの液体圧力に対抗させるガス室２１ｂのガス圧力を低下させることができ、したがってガス室２１ｂへ加圧ガスを供給するエア供給源たる空気圧縮機（後述する）を小型化させることが可能となる。
【００７３】
上記ガス供給手段２３は、エア供給源たる空気圧縮機２３ａと、一端がシリンダ部材２１のガス室２１ｂに接続され、他端がエア供給源たる空気圧縮機２３ａに接続された給気管２３ｂと、給気管２３ｂに設けられたチェック弁２３ｃ付のエアレギュレータ２３ｄとから構成されている。
【００７４】
上記構成を有する液体排出制御装置２０を備えた異形断面筒状体の製造装置を用いて、被加工体１から凹部１ａを有する異形断面筒状体を製造する方法について、以下説明する。
【００７５】
前記実施例１と同様、被加工体の配置工程を行った後、図示しない給水ポンプを作動させることにより、被加工体１内部に給水して水Ｗを充満させるとともに、空気圧縮機２３ａの作動により所定圧力のガスをシリンダ部材２１のガス室２１ｂに供給する。ガス室２１ｂに供給されるガス圧力は、被加工体１内部の液体圧力の最高圧（設定圧）や絞り部２５における絞り度等に応じて、予め所定値に設定しておく。
【００７６】
このように被加工体１内部に水Ｗを充満させるとともにシリンダ部材２１のガス室２１ｂに所定圧力のガスを供給した状態で、前記実施例１と同様のプレス加工工程を行う。このとき、被加工体１内部から絞り部２５を介してシリンダ部材２１の液体室２１ａに導かれる液体圧力がシリンダ部材２１のガス室２１ｂ内のガス圧力よりも低い段階では、仕切部材２１ｃが上昇することなくその場（ガス室２１ｂの容積が最大となる最下降位置）に止まっているため、被加工体１の変形に伴い被加工体１内部の容積が減少すれば、それに応じて被加工体１内部の液体圧力が徐々に上昇する。そして、被加工体１内部から絞り部２５を介して液体室２１ａに導かれる液体圧力が予め設定されたガス室２１ｂ内のガス圧力よりも高くなれば、仕切部材２１ｃが上昇する。これにより、仕切部材２１ｃの上昇に応じて液体室２１ａの容積が増大し、所定の排出量で、被加工体１の内部容積の減少に伴って被加工体１内部から水Ｗが排出される。したがって、被加工体１内部の液体圧力が設定圧に到達した以降は、被加工体１内部の液体圧力が該設定圧に維持される。
【００７７】
こうして被加工体１内部の液体圧力が設定圧に維持された状態で、プレス上型６の下降によるプレス加工が進行して凹部１ａの成形が進み、フローティング型５が型台２に当接した時点でプレス加工が完了する。
【００７８】
従って、本実施例の製造方法によっても、前記実施例１と同様の効果を達成することができる。
【００７９】
（実施例３）
図７に示す本実施例の異形断面筒状体の製造方法は、請求項１〜３に記載の発明に係るものである。
【００８０】
本実施例に係る製造装置は、前記実施例１における液体排出制御装置１０の代わりに、排出制御装置として、前記第２密封栓９の排水孔９ａの孔径を所定値（本実施例では３ｍｍ）に設定するとともに、この排水孔９ａに排出管を接続したものを用いたものであり、その他の構成は前記実施例１で用いた製造装置と同様である。
【００８１】
排水孔９ａの孔径（流路断面積）は、プレス加工時の被加工体１内部の液体圧力の最高圧がプレス終了点、すなわちフローティング型５が型台２に当接してプレス上型６が最下降した時点となるように設定したものであり、排水孔９ａが絞り部となる。なお、プレス終了点における液体圧力の最高圧は、液体圧力により被加工体１の非拘束面１ｂ、１ｂが過大変形することを適切に防止しうる範囲内に設定されている。
【００８２】
すなわち、この排出制御装置を備えた製造装置を用いて異形断面筒状体を製造する場合、被加工体１内部に水Ｗを充満した状態でプレス加工することにより、被加工体１の変形に伴い被加工体１内部の容積が減少すれば、排水孔９ａを介して被加工体１内部から排出される水Ｗの排出量は絞り部としての排水孔９ａで所定量に抑えられるため、被加工体１内部の液体圧力が徐々に上昇する。なお、このときの液体圧力の立ち上がり速度（液体圧力の上昇速度）は、排水孔９ａから一定量の水Ｗが排出されることから、前記実施例１及び２と比べて小さい（立ち上がりが緩やかな）ものとなる。
【００８３】
そして、フローティング型５が型台２に当接してプレス上型６が最下降した時点、すなわちプレス終了点で、被加工体１内部の液体圧力が最高圧に到達し、その後は排水孔９ａを介して被加工体１内部から水Ｗが徐々に排出されることに伴い、被加工体１内部の液体圧力が徐々に低下する。
【００８４】
このように本実施例の製造方法では、液体が密封された被加工体１をプレス成形することのみで最終形態の異形断面筒状体にして成形を完了するので、プレス成形後に液体加圧工程を行う必要がない。このため、製造工程が簡素となる。また、液体加圧装置や大型の専用油圧プレス装置等が不要となり、さらに排出制御装置も極めて簡素となることから、設備の複雑・大型化や設備費の高騰の抑制に大きく貢献する。
【００８５】
また、本実施例の製造方法は、図７にも示すように、プレス開始点からプレス終了点までのプレス成形の一ストローク行程が、被加工体１の内部容積の減少に応じて徐々に上昇する液体圧力を被加工体１の内周面に付与しつつプレス成形する、昇圧行程のみからなるものであり、プレス下型３の凸状型部３ａ及びプレス上型６の凹状型面６ａに確実に被加工体１を沿わせるように整形することができるとともに、被加工体１が曲げ座屈等することを防止することができ、滑らかな成形が可能となる。
【００８６】
また、絞り部としての排水孔９ａの孔径が、最高圧に到達した液体圧力により被加工体１の非拘束面１ｂ、１ｂが過大変形することを適切に防止しうるように設定されていることから、被加工体１の非拘束面１ｂ、１ｂが過度に変形することを回避することができ、この非拘束面１ｂ、１ｂの部分における成形を適正に行うことが可能となる。そして、被加工体１に凹部１ａを成形するための凸状型部３ａを有するプレス下型３が部分型とされていることから、プレス上下型を密閉式型構造にする場合と比較して、型費や型摩耗の低減に寄与しうる。
【００８７】
なお、本実施例３では、被加工体１内部の液体圧力がプレス終了点で最高圧となるように設定して、プレス開始点からプレス終了点までのプレス成形の一ストローク行程を昇圧行程のみから構成したが、前記実施例１及び２と同様に、プレスストロークの途中の所定点で被加工体１内部の液体圧力が最高圧となるように設定して、プレス成形の一ストローク行程をプレス開始点から該所定点までの昇圧行程と該所定点からプレス終了点までの非昇圧行程（定圧行程又は降圧行程）とから構成することも可能である。これは、プレス速度、すなわちプレス上型６の下降速度を該所定点で所定の速度に低下させることにより達成することができる。
【００８８】
また、本実施例３では、第２密封栓９の排水孔９ａの孔径を調節することにより、該排水孔９ａを絞り部として機能させたが、排水孔９ａに接続される排出管の途中に所定の流路断面積をもつ絞り部を設けることにより、同様の作用効果を達成することも勿論可能である。
【００８９】
（評価）
上述した実施例１〜３で得られた異形断面筒状体は、いずれも良好なプレス成形品であった。
【００９０】
この結果、被加工体１内部の液体圧力について、プレス加工工程の昇圧行程における立ち上がり速度（圧力上昇速度）、最高圧の保持時間及び最高圧到達後の圧力状態は完成したプレス成形品の良し悪しに関係しないことが明らかとなった。
【００９１】
（参考例４）
図８〜図１０に示す参考例４のトーションビーム用アクスルビームは、車輪側に取り付けられる一対のトレーリングアーム３０、３０に一体に結合されて各該トレーリングアーム３０、３０を連結するものである。
【００９２】
この参考例に係るトーションビームは、車両後輪懸架装置用のもので、車輪側に取り付けられる一対のトレーリングアーム３０、３０と、各トレーリングアーム３０、３０の一端に一体に結合されて各該トレーリングアーム３０、３０を連結するアクスルビーム３１と、各トレーリングアーム３０、３０に溶接接合された一対のアクスルキャリア３２、３２と、このトーションビームが車両に搭載された状態でアクスルビーム３１の両端から車両前方側に水平に延在するように溶接接合された一対のアーム３３、３３と、アクスルビーム３１の両端に溶接接合され、このトーションビームが車両に搭載された状態におけるアクスルビーム３１の車両後方側に配設される一対のブラケット３４、３４とを備えている。
【００９３】
上記トレーリングアーム３０、３０は、図１０に示すように、軸直角断面形状が真円形状であり、その内周面にはインナーパイプ３０ａ、３０ａが挿入、接合されている。このインナーパイプ３０ａ、３０ａは、車両旋回時に車輪からの入力に耐えうるようにトレーリングアーム３０、３０の剛性を向上させるものである。
【００９４】
上記アクスルビーム３１は、図９に示すように、軸直角方向に凹み、かつ、軸方向にほぼ全体にわたって延びる凹部３１ａを有している。そして、この凹部３１ａにおける軸直角断面形状は、単一の密閉空間３１ｂを有する閉断面形状であり、かつ、せん断中心Ｃが図心Ｏから所定量Ｌだけ偏心した形状とされている。また、凹部３１ａにおける軸直角断面形状及びその閉断面形状は、両端部３１ｃ、３１ｃが末広がり状に広がった略Ｕ状とされている。
【００９５】
なお、このアクスルビーム３１の凹部３１ａにおける外周壁は、直線部をもたず全て曲線部で構成されている。
【００９６】
また、せん断中心Ｃを図心Ｏから偏心させる方向については、この参考例のトーションビームが車両に搭載された状態で、せん断中心Ｃが図心Ｏの真上に位置するように偏心している。
【００９７】
上記アクスルキャリア３２、３２は、図示しない車輪を回転可能に支持するもので、図示しない車輪軸が挿通される挿通孔３２ａ、３２ａを有している。また、上記アーム３３、３３は、車体側に上下揺動可能に連結される連結孔３３ａ、３３ａを有している。
【００９８】
上記構成を有するこの参考例のトーションビームは以下のようにして製造することができる。
【００９９】
まず、前記実施例１に準ずる方法により、軸直角断面形状が真円形状の金属製素管よりなる円筒状の被加工体をプレス成形することにより、軸直角方向に凹む凹部３１ａを軸方向の中央部に形成する。そして、この被加工体の両端部を曲げ加工することにより、アクスルビーム３１と、一対のトレーリングアーム３０、３０とを一体に形成する。その後、外周面に接着剤を塗布したインナーパイプ３０ａ、３０ａを各トレーリングアーム３０、３０内に挿入、接合する。
【０１００】
次に、所定形状に形成されたアクスルキャリア３２、３２、アーム３３、３３及びブラケット３４、３４を所定位置に溶接接合して、この参考例のトーションビームを完成する。
【０１０１】
この参考例のアクスルビーム３１は、軸直角断面形状のせん断中心Ｃが図心Ｏから上方に所定量偏心した閉断面の凹部３１ａを有していることから、ロール剛性が向上するとともに、ステア特性がアンダーステア傾向となって操安性が向上する。
【０１０２】
また、このアクスルビーム３１は、上記凹部３１ａにおける軸直角断面形状が密閉空間３１ｂを有する閉断面形状であることから、この密閉空間３１ｂの大きさを変えることによりアクスルビーム３１の捻り剛性やロール剛性を容易に調整することができる。したがって、ロール抑制のためのスタビライザを別途設けることが不要となる。また、このアクスルビーム３１は、密閉空間３１ｂを有する閉断面形状であることから、疲労亀裂の発生し易いシャエッジ部が存在せず、したがって耐久性が大幅に向上する。
【０１０３】
上記凹部３１ａにおける軸直角断面形状のせん断中心Ｃは、図心Ｏから適正量偏心しているため、偏心させることによる操安性向上の効果を十分に発揮させることができるとともに、車両の直進性に悪影響を及ぼすおそれもない。
【０１０４】
さらに、この参考例のトーションビームが車両に搭載された状態で、上記せん断中心Ｃは図心Ｏから真っ直ぐ上方に偏心していることから、偏心による操安性向上の効果を偏心量に対してより効率的に発揮させることができる。
【０１０５】
また、上記凹部３１ａにおける軸直角断面形状が略Ｕ状であることから、閉断面形状における密閉空間３１ｂの大きさや、図心Ｏに対するせん断中心Ｃの偏心量を容易に変更することができ、したがってアクスルビーム３１の捻り剛性やロール剛性及びステア特性を容易に調整することが可能となる。また、限られたスペース内でより効果的にせん断中心Ｃを図心Ｏから偏心させることも可能となる。
【０１０６】
（参考例５）
図１１に示すこの参考例のトーションビームは、アクスルビーム３１の凹部３１ａにおける軸直角断面形状を変更したもので、その他の構成は前記参考例４と同様である。
【０１０７】
このアクスルビーム３１の凹部３１ｄにおける軸直角断面形状は、単一の密閉空間３１ｅを有する閉断面形状であり、かつ、せん断中心Ｃが図心Ｏから所定量Ｌだけ偏心した形状とされている。また、凹部３１ｄにおける軸直角断面形状及びその閉断面形状は略Ｖ状とされている。
【０１０８】
このアクスルビーム３１の凹部３１ｄにおける外周壁は、Ｖ字の両斜辺部３１ｆ、３１ｆが直線部で構成されている。また、この凹部３１ｄにおける軸直角断面形状は、Ｖ字の両先端部が内側に膨らむ膨出部３１ｇ、３１ｇとされている。さらに、上記密閉空間３１ｅは、Ｖ字の中央頂点部分が他の部分よりも大きくされている。
【０１０９】
なお、せん断中心Ｃを図心Ｏから偏心させる方向については、この参考例のトーションビームが車両に搭載された状態で、せん断中心Ｃが図心Ｏの真上に位置するように偏心している。
【０１１０】
したがって、このアクスルビーム３１も、基本的には前記参考例４と同様の作用、効果を奏する。
【０１１１】
また、このアクスルビームは、上記凹部３１ｄにおける軸直角断面において、Ｖ字の両先端部の膨出部３１ｇ、３１ｇ及びＶ字の中央頂点部分で密閉空間３１ｅが局部的に大きくされていることから、これらの部分で局部的に捻り剛性を向上させることができる。
【０１１２】
（参考例６）
図１２に示すこの参考例に係るトーションビームは、アクスルビーム３１の凹部３１ｈにおける軸直角断面形状を変更したもので、その他の構成は前記参考例４と同様である。
【０１１３】
このアクスルビーム３１の凹部３１ｈにおける軸直角断面形状は、アクスルビーム３１の外周壁の内面同士が当接した重なり部３１ｉで分断された２個の密閉空間３１ｊ、３１ｊを有する閉断面形状であり、かつ、せん断中心Ｃが図心Ｏから所定量Ｌだけ偏心した形状とされている。また、凹部３１ｈにおける軸直角断面形状は略Ｖ状とされている。
【０１１４】
このアクスルビーム３１の凹部３１ｈにおける外周壁は、Ｖ字の両斜辺部３１ｋ、３１ｋが曲線部で構成されている。
【０１１５】
なお、せん断中心Ｃを図心Ｏから偏心させる方向については、この参考例のトーションビームが車両に搭載された状態で、せん断中心Ｃが図心Ｏの真上に位置するように偏心している。
【０１１６】
したがって、このアクスルビーム３１も、基本的には前記参考例４と同様の作用、効果を奏する。
【０１１７】
（実施例７）
本実施例に係るトーションビームは、アクスルビーム３１の凹部３１ａにおける軸直角断面形状を前記参考例５と同様の形状に変更するとともに、所定形状の偏心異径の粗管から製造したもので、その他の構成は前記参考例４と同様である。
【０１１８】
まず、前記参考例４と同様、軸直角断面形状が真円形状で均一肉厚の金属製素管Ｑを準備した。
【０１１９】
一方、図１３及び図１４に示すように、一方の端面に開口する真円形状の第１開口４１と、他方の端面に開口し、第１開口４１よりも小さな内径を有するとともに該第１開口４１に対して所定量Ｆだけ偏心した真円形状の第２開口４２と、第２開口４２側に設けられ、後述する小径端部の外径と同等の内径を有するとともに該第２開口４２と同心の軸孔４３と、軸孔４３から連続的に第１開口４１側に設けられ、外周縁形状が該第１開口４１と同心の円形状をなす傾斜案内面４４とを有する成形型４０を準備した。なお、図１４は、成形型４０を図１３のＥ−Ｅ線で切断するとともに矢印方向からみたＥ−Ｅ線矢視断面図である。
【０１２０】
ここに、図１３及び図１４から明らかなように、傾斜案内面４４は、軸孔４３の軸直角方向の一端（図１３及び図１４の上端）において軸孔４３の内面と傾斜案内面４４の外周縁端とを一致させた状態を維持しつつ、軸孔４３から第１開口４１に向かうに連れて傾斜案内面４４の外周縁端が徐々に拡径されている。また、第１開口４１及び傾斜案内面４４と同心状に配置された上記金属製素管Ｑの外周面は、軸孔４３の軸直角方向の一端（図１３及び図１４の上端）において、軸孔４３の内面及び傾斜案内面４４の外周縁端と一致する。
【０１２１】
そして、第１開口４１及び傾斜案内面４４と同心状に配置された金属製素管Ｑを第１開口４１側から軸孔４３内に押し込み、金属製素管Ｑの軸方向一端側（図１３の右端側）を傾斜案内面４４及び軸孔４３の内面で縮径加工した。この縮径加工では、金属製素管Ｑの軸直角方向の一端（図１３の上端）を除く部分が縮径加工されており、全く縮径加工されていない軸直角方向の一端から最大の縮径加工が施された軸直角方向の他端（図１３の下端）に向かって、徐々に縮径率が大きくなっている。また、金属製素管Ｑの他端側についても、同様に縮径加工した。
【０１２２】
これにより、図１５に示すように、軸方向中央の大径中央部５１と、大径中央部５１よりも小径の一対の小径端部５２と、大径中央部５１の両端と各小径端部５２とをそれぞれ一体に連結する一対の外径徐変部５３とからなる粗管５０を製造した。この粗管５０は、大径中央部５１に対して、各小径端部５２が軸直角方向の一端側（図１５の上端側）に所定量Ｆだけ偏心して設けられている。そして、各小径端部５２が偏心した側における周方向の一部（軸直角方向の一端、図１５の上端）において、大径中央部５１、外径除変部５３及び小径端部５２が径方向に段差のない連続面で接続されている（大径中央部５１、外径除変部５３及び小径端部５２が面一状態とされている）。また、図１５のＧ矢視図を図１６に示すように、縮径加工が施された小径端部５２は、軸直角方向の一端（図１６の上端）における肉厚ｄ１が最小で、軸直角方向の他端（図１６の下端）における肉厚ｄ３が最大となり、該一端から該他端に向かって中間位置の肉厚ｄ２（ｄ１＜ｄ２＜ｄ３）を経て徐々に肉厚が増大している。なお、軸直角方向一端における肉厚ｄ１は、縮径加工が施されていない大径中央部５１の肉厚、すなわち縮径加工前の金属製素管Ｑの肉厚と略同等である。
【０１２３】
そして、粗管５０の大径中央部５１に対して、前記参考例４と同様、前記実施例１に準ずる方法によりプレス成形を施し、該大径中央部５１に軸直角方向に凹む凹部５１ａを形成した。
【０１２４】
ここに、上記凹部５１ａの軸直角断面形状におけるせん断中心Ｃが図心Ｏに対して偏心している方向は、各小径端部５２が大径中央部５１に対して偏心している方向と同一方向とされている。また、上記凹部５１ａの成形後の状態を図１７に示すように、軸直角方向の一端（図１７の上端）及び他端（図１７の下端）において、大径中央部５１と小径端部５２とが径方向に段差のない連続面で接続されている。
【０１２５】
その後は、前記参考例４と同様、曲げ加工により、アクスルビームと、一対のトレーリングアームとを一体に形成するとともに、インナーパイプ、アクスルキャリア、アーム及びブラケットを接合して、本実施例のトーションビームを完成した。
【０１２６】
この完成されたトーションビームは、粗管５０における大径中央部５１及び傾斜除変部５３によりアクスルビームが構成されるとともに、粗管５０における各小径端部５２により各トレーリングアームがそれぞれ構成されている。なお、この態様に限らず、粗管５０における大径中央部５１及び各傾斜除変部５３の一部によりアクスルビームを構成するとともに、粗管５０における各傾斜除変部の他の部分及び各小径端部５２により各トレーリングアームを構成したり、あるいは粗管５０における大径中央部５１のみによりアクスルビームを構成するとともに、粗管５０における各傾斜除変部５３及び各小径端部５２により各トレーリングアームを構成したりすることも可能である。
【０１２７】
したがって、本実施例は、基本的には前記参考例４と同様の作用効果を奏する他、以下に示す作用効果も奏する。
【０１２８】
すなわち、本実施例に係るトーションビームでは、アクスルビーム部分の軸方向一端及び他端において、径方向に段差が無く、軸方向の入力、すなわち車両横方向からの入力に対する強度の信頼性を向上させることが可能となる。
【０１２９】
また、このトーションビームでは、各トレーリングアーム部分において、円周方向にｄ１、ｄ２、ｄ３（ｄ１＜ｄ２＜ｄ３）と肉厚が異なるとともに、縮径加工率、すなわち加工硬化する度合もｄ１の部分からｄ３の部分に向かって大きくなっている。このため、このトーションビームは、トレーリングアーム部分において、ｄ１の部分からｄ３の部分に向かって徐々に剛性や強度が向上している。
【０１３０】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の異形断面筒状体の製造方法によれば、製造工程を簡素とすることができ、また液体加圧装置や大型の専用油圧プレス装置等を不要として、設備の複雑・大型化や設備費の高騰を避けることが可能となる。
【０１３１】
また、本発明のトーションビーム用アクスルビームは、軸直角断面形状の改良により、操安性の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施例１の異形断面筒状体の製造方法について、プレス加工前の状態を示す断面図である。
【図２】 本実施例１の異形断面筒状体の製造方法について、プレス加工後の状態を示す断面図である。
【図３】 本実施例１の異形断面筒状体の製造方法に係り、図２のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図４】 本実施例１の異形断面筒状体の製造方法に係り、この製造方法に用いる排出制御装置の具体的な回路構成を示すブロック図である。
【図５】 本実施例１の異形断面筒状体の製造方法に係り、プレスストロークと被加工体内部の液体圧力との関係を示す線図である。
【図６】 本実施例２の異形断面筒状体の製造方法に係り、この製造方法に用いる排出制御装置の具体的な回路構成を示すブロック図である。
【図７】 本実施例３の異形断面筒状体の製造方法に係り、プレスストロークと被加工体内部の液体圧力との関係を示す線図である。
【図８】 参考例４に係るトーションビームの全体構成を示す斜視図である。
【図９】 参考例４のアクスルビームの凹部における軸直角断面形状を示し、図８のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図１０】 参考例４に係るトーションビームのトレーリングアームの軸直角断面形状を示し、図８のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図１１】 参考例５のアクスルビームの凹部における軸直角断面形状を示し、図８のＢ−Ｂ線矢視に相当する断面図である。
【図１２】 参考例６のアクスルビームの凹部における軸直角断面形状を示し、図８のＢ−Ｂ線矢視に相当する断面図である。
【図１３】 本実施例７に係り、素管の一端を偏心させながら縮径加工する様子を説明する断面図である。
【図１４】 本実施例７に係り、成形型を図１３のＥ−Ｅ線で切断するとともに矢印方向からみたＥ−Ｅ線矢視断面図である。
【図１５】 本実施例７に係り、素管の一端を偏心させながら縮径加工して得られた、大径中央部、小径端部及び外径除変部を有する偏心異径の粗管の正面図である。
【図１６】 本実施例７に係り、上記粗管の小径端部の部分のみを図１５のＧ矢印方向から見た側面図である。
【図１７】 本実施例７に係り、上記粗管の大径中央部に凹部を成形した状態を示す正面図である。
【図１８】 大径中央部、小径端部及び外径除変部を有する同心異径の粗管の正面図である。
【図１９】 上記同心異径の粗管の大径中央部に凹部を成形した状態を示し、大径中央部と小径端部との間に軸直角方向の段差が発生する様子を説明する正面図である。
【図２０】 従来のトーションビームの全体構成を示す斜視図である。
【図２１】 従来のトーションビームのアクスルビームにおける軸直角断面形状を示し、図１３のＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【符号の説明】
１…被加工体 １ａ…凹部
１ｂ…非拘束面 ３…プレス下型
３ａ…凸状型部 ６…プレス上型
１０…液体排出制御装置 ３０…トレーリングアーム
３１…アクスルビーム ３１ａ、３１ｄ、３１ｈ…凹部
５０…粗管 ５１…大径中央部
５２…小径端部 ５３…外径除変部
【発明の属する技術分野】
本発明は異形断面筒状体の製造方法及びトーションビーム用アクスルビームに関する。詳しくは、本発明の異形断面筒状体の製造方法は、筒状の被加工体の内面に液体圧力を付与しつつプレス成形することにより凹部を有する異形断面筒状体を製造する方法に関する。また、本発明のトーションビーム用アクスルビームは、例えば車両の後輪懸架装置として用いられるトーションビームにおいて、車輪側に取り付けられる一対のトレーリングアームに一体に又は一体的に結合されて各該トレーリングアームを連結するアクスルビームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば、軸直角方向に凹む凹部を軸方向の少なくとも一部に有するような異形断面筒状体を製造する方法として、筒状の被加工体の内部に液体を密封し、液体圧力を被加工体の内面に付与しつつプレス成形する方法が知られている。
【０００３】
例えば、特開平８−９００９７号公報には、液体圧力を利用して、管の長手方向で断面形状が異なる異形断面管を製造する方法が開示されている。この方法では、まず被加工体としての円管の内部に液体を充填した後、さらに液体をポンプで供給して所定の液体圧力Ｐ１を円管内面に掛ける。そして、この状態で、所定形状の上下プレス型を用いてプレス成形することにより、円管を曲げ加工する。最後に、円管内に液体をさらに供給して液体圧力を所定の値Ｐ２まで増加し、上下プレス型の型面に沿わせて円管を膨出変形させることにより、最終形態の異形断面形状にして成形を完了する。
【０００４】
一方、上記したような異形断面筒状体を利用した製品として、例えば、車両の後輪懸架装置としてのトーションビームに用いられるアクスルビームが知られている。
【０００５】
例えば、ＥＰ ０６５０８６０ Ｂ１公報には、図２０に示すように、車輪側に取り付けられる一対のトレーリングアーム９１、９１と、各トレーリングアーム９１、９１の一端に自己の両端が一体に結合されて各トレーリングアーム９１、９１を連結するアクスルビーム９２とからなるトーションビームが開示されている。このトーションビームのアクスルビーム９２は、曲げ剛性を有し、しかもねじり柔軟性をも有するような形状とされている。すなわち、図２１に示すように、アクスルビーム９２の軸直角断面形状は、密閉空間を有する閉断面形状であり、かつ、中心から放射方向に延びる３つの翼部９２ａ、９２ａ、９２ａが１２０度の等間隔で周方向に配設された略星形状とされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の製造方法は、プレス型で円管を曲げ加工した後、別途設けられた液体加圧装置で円管内の液体を加圧することにより、最終形態の異形断面形状に成形するものである。このため、上記従来の製造方法では、プレス成形工程を行った後、さらに液体加圧工程を行う必要があり、製造工程が複雑で面倒であるという問題があった。
【０００７】
また、最終的には円管内の液体圧力のみの利用により円管を膨出させて型面の形状どおりに整形するため、非常に大きな液体圧力を必要とする。このため、液体を積極的に加圧して液体圧力を高圧にするための液体加圧装置や、上昇する液体圧力に対抗しうる型締め力をプレス型に付与すべく大型の専用油圧プレス装置等が必要となり、設備が複雑・大型化するとともに設備費が高騰するという問題もあった。
【０００８】
一方、上記従来のアクスルビーム９２は、図２１から明らかなように、大きさ及び形状の等しい３つの翼部９２ａ、９２ａ、９２ａが中心から放射方向に延び、しかも３つの翼部９２ａ、９２ａ、９２ａが周方向に均等に配設されていることから、図心とせん断中心とが一致する軸直角断面形状を有するものである。このように軸直角断面形状において図心とせん断中心とが一致していると、アクスルビーム９２におけるロール剛性が低くなるとともに、ステア特性がオーバーステア傾向となり、したがって操安性が低下するという問題がある。
【０００９】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、製造工程を簡素とすることができ、また液体加圧装置や大型の専用油圧プレス装置等を不要として、設備の複雑・大型化や設備費の高騰を避けることのできる異形断面筒状体の製造方法を提供することを第１の課題とし、また軸直角断面形状の改良により操安性の向上に寄与しうるトーションビーム用アクスルビームを提供することを第２の課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の異形断面筒状体の製造方法は、少なくとも一方が少なくとも１個の凸状型部を有するプレス上下型を用いて、液体が密封された筒状の被加工体をプレス成形することにより、該凸状型部で押圧されて軸直角方向に凹む凹部を該被加工体の軸方向の少なくとも一部に形成する異形断面筒状体の製造方法であって、
上記凹部の成形に伴う上記被加工体の内部容積の減少により上昇する液体圧力を利用することにより、該被加工体の内部の液体を加圧装置で加圧することなく、プレス開始点からプレス終了点までの一ストローク行程で該被加工体から最終形態の異形断面筒状体までの成形を完了し、
前記凹部が形成される部位における前記被加工体の外周面は、周方向の一部が前記プレス上下型の型面で拘束されない非拘束面とされていることを特徴とするものである。
【００１１】
好適な態様において、前記一ストローク行程は、
前記凹部の成形に伴う前記被加工体の内部容積の減少により徐々に上昇する液体圧力を該被加工体の内周面に付与しつつプレス成形する、プレス開始点から所定点までのストローク前半における昇圧行程と、
該昇圧行程から連続して行われ、上昇過程にある液体圧力を上記被加工体の内周面に付与することなくプレス成形する、上記所定点からプレス終了点までのストローク後半における非昇圧行程とからなる。
【００１２】
ここに、上昇過程にある液体圧力を被加工体の内周面に付与することなくプレス成形するとは、（１）一定に維持された液体圧力を被加工体の内周面に付与しつつプレス成形すること、（２）徐々に下降する液体圧力を被加工体の内周面に付与しつつプレス成形すること、及び（３）非昇圧行程の開始から途中までは徐々に下降する液体圧力を被加工体の内周面に付与しつつプレス成形し、非昇圧行程の最終段階では液体圧力を被加工体の内周面に付与することなくプレス成形することの何れをも含む意味である。
【００１４】
好適な態様において、前記所定点で前記被加工体の内部から前記液体を排出する排出制御装置を用いて、前記非昇圧行程において該被加工体の内周面に付与される液体圧力を定圧に維持するか又は降圧させる。
【００１５】
本発明のトーションビーム用アクスルビームは、車輪側に取り付けられる一対のトレーリングアームに一体に結合されて各該トレーリングアームを連結するトーションビーム用アクスルビームであって、
軸直角方向に凹む凹部を軸方向の少なくとも一部に有し、該凹部における軸直角断面形状は、密閉空間を有する閉断面形状であり、かつ、せん断中心が図心から所定量偏心した形状であり、かつ、
軸方向中央の大径中央部と、該大径中央部よりも小径の一対の小径端部と、該大径中央部の両端と各該小径端部とをそれぞれ一体に連結する一対の外径徐変部とからなる粗管の該大径中央部に前記凹部を成形した後、曲げ加工することにより、各該小径端部によりそれぞれが構成された各前記トレーリングアームに一体に結合されて各該トレーリングアームを連結するように、少なくとも該大径中央部により構成され、
上記粗管は、前記せん断中心が前記図心から偏心する方向と同一方向に各上記小径端部が上記大径中央部に対してそれぞれ偏心して設けられることにより、各該小径端部がそれぞれ偏心した側における周方向の一部において、該大径中央部、上記外径除変部及び該小径端部が径方向に段差のない連続面で接続されていることを特徴とするものである。
【００１６】
ここに、凹部における軸直角断面形状が密閉空間を有する閉断面形状であるとは、アクスルビームの外周壁が端部をもたずに環状に繋がっていること、すなわちアクスルビームの外周壁が環状壁により構成されていることを意味し、環状壁よりなる外周壁で囲まれた単一の密閉空間を形成する場合のみならず、略対向する外周壁の内面同士が当接して重ね合わせ部とされることにより、該重ね合わせ部で分断された複数の密閉空間を形成する場合をも含む概念である。
【００１７】
好適な態様において、前記凹部における軸直角断面形状は略Ｕ状又は略Ｖ状である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の異形断面筒状体の製造方法では、少なくとも一方が少なくとも１個の凸状型部を有するプレス上下型を用いて、液体が密封された筒状の被加工体をプレス成形することにより、該凸状型部で押圧されて軸直角方向に凹む凹部を軸方向の少なくとも一部に有する異形断面筒状体を製造するものである。この際、上記凹部の成形に伴う上記被加工体の内部容積の減少により上昇する液体圧力を利用することにより、該被加工体の内部の液体を加圧装置で加圧することなく、プレス開始点からプレス終了点までの一ストローク行程で該被加工体から最終形態の異形断面筒状体までの成形を完了する。
【００２０】
このように本発明の製造方法では、液体が密封された被加工体をプレス成形することのみで最終形態の異形断面筒状体にして成形を完了するので、プレス成形後に液体加圧工程を行う必要がない。このため、製造工程が簡素となる。また、液体加圧装置や大型の専用油圧プレス装置等が不要となり、設備の複雑・大型化や設備費の高騰を避けることができる。
【００２１】
ここに、本発明の製造方法においては、被加工体内部の液体圧力の立ち上がり速度（圧力上昇速度）、最高圧の保持時間及び最高圧到達後の圧力状態は完成したプレス成形品の良し悪しに関係しないことが本発明者の実験結果により判明している。
【００２２】
本発明の製造方法におけるプレス成形の一ストローク行程は、前記凹部の成形に伴う前記被加工体の内部容積の減少により徐々に上昇する液体圧力を該被加工体の内周面に付与しつつプレス成形する、プレス開始点から所定点までのストローク前半における昇圧行程と、該昇圧行程から連続して行われ、上昇過程にある液体圧力を上記被加工体の内周面に付与することなくプレス成形する、上記所定点からプレス終了点までのストローク後半における非昇圧行程とからなることが好ましい。
【００２３】
ストローク前半における昇圧行程では、上記凹部の成形に伴う上記被加工体の内部容積の減少により徐々に上昇する液体圧力を該被加工体の内周面に付与しつつプレス成形する。すなわち、内部に液体が密封された筒状の被加工体をプレス上下型でプレス成形することにより、プレス型の凸状型部で押圧された被加工体が軸直角方向に凹むように塑性変形し、この凹部の成形に伴い被加工体の内部容積が減少する。そして、昇圧行程においては、被加工体の内部容積の減少に応じて徐々に上昇する液体圧力を被加工体の内周面に付与しつつプレス成形する。このため、この昇圧行程においては、徐々に上昇する液体圧力が被加工体の内周面に作用することにより、プレス上下型の型面に確実に被加工体を沿わせるように整形することができるとともに、被加工体が曲げ座屈等することを防止することができ、滑らかな成形が可能となる。
【００２４】
また、ストローク後半における非昇圧行程では、上昇過程にある液体圧力を上記被加工体の内周面に付与することなくプレス成形する。すなわち、この非昇圧行程では、（１）一定に維持された液体圧力を被加工体の内周面に付与しつつプレス成形する、（２）徐々に下降する液体圧力を被加工体の内周面に付与しつつプレス成形する、又は（３）非昇圧行程の開始から途中までは徐々に下降する液体圧力を被加工体の内周面に付与しつつプレス成形し、非昇圧行程の最終段階では液体圧力を被加工体の内周面に付与することなくプレス成形する。このように上昇過程にある液体圧力を被加工体の内周面に付与することなくプレス成形することにより、被加工体内部の液体圧力が過度に上昇することを回避することができる。
【００２５】
なお、プレス開始点からプレス終了点までのプレス成形の一ストローク行程を、凹部の成形に伴う被加工体の内部容積の減少により徐々に上昇する液体圧力を該被加工体の内周面に付与しつつプレス成形する、昇圧行程のみから構成することも可能である。
【００２６】
上記凹部は、筒状体の軸方向の一部に一個若しくは断続的に二個以上設けたり、又は軸方向全体にわたって連続的に設けたりすることができる。軸方向に複数個の凹部を設ける場合は、それぞれが筒状体の周方向において同じ位置に配置されても異なる位置に配置されてもよい。また、筒状体の一の軸直角断面において、周方向に複数個の凹部を配設することもできる。凹部の形状や大きさは特に限定されない。また、凹部を複数個設ける場合は、それぞれが異なる形状や大きさとすることもできる。
【００２７】
上記凸状型部は、プレス上下型の少なくとも一方に設けることができ、成形しようとする異形断面筒状体の凹部に応じて、その形状、大きさ、数及び位置等を適宜設定することができる。なお、凸状型部以外のプレス上下型の型面は、成形しようとする異形断面筒状体の外周面形状に合わせて適宜設定可能である。
【００２８】
ここに、本発明の製造方法では、前記凹部が形成される部位における被加工体の外周面において、周方向の一部をプレス上下型の型面で拘束しないでプレス成形する。すなわち、凹部が形成される部位における被加工体の外周面は、周方向の一部がプレス上下型の型面で拘束されない非拘束面とされている。こうすることで、凸状型部を有する一方のプレス型を、例えば被加工体の軸直角方向幅（円筒状の被加工体であれば直径）よりも短い幅の凸状部分型とすることができる。したがって、プレス上下型を密閉式型構造にする場合と比較して、型費や型摩耗の低減に寄与しうる。
【００２９】
また、このように非拘束面を設けつつプレス成形しても、プレスストロークの所定点で液体圧力の上昇を無くすこと等して、プレス終了点を含むプレスストローク中に到達する液体圧力の最高圧を所定値以下とすることにより、液体圧力により被加工体が非拘束面で過大変形することを適切に防止することができる。
【００３０】
また、本発明の製造方法では、前記所定点で前記被加工体の内部から前記液体を排出する排出制御装置を用いて、前記非昇圧行程において該被加工体の内面に付与される液体圧力を定圧に維持するか又は降圧させることが好ましい。プレスストロークの所定点で被加工体の内部から液体を排出する液体排出装置を用いることにより、被加工体の内面に付与される液体圧力の制御が容易かつ正確となり、したがって該所定点で液体圧力の上昇を容易かつ確実に無くすことができる。
【００３１】
かかる排出制御装置の一例としては、被加工体の端部を閉塞する密封栓に接続されて該被加工体の内部に通じる排出管と、該排出管に設けられ、該被加工体の内部の液体圧力が設定圧を超えたときに自動的に開状態となり、液体圧力が設定圧以下になれば自動的に閉状態となるリリーフ弁とから構成することができる。
【００３２】
また、排出制御装置の他の例としては、密閉された作動室を有し、該作動室を液体室とガス室とに液密的に仕切る仕切部材が該作動室内に往復摺動可能に配設されたシリンダ部材と、被加工体の端部を閉塞する密閉栓に一端が接続されるとともに該シリンダ部材の液体室に他端が接続されて、該被加工体の内部と該シリンダ部材の液体室とを連通する接続管と、該シリンダ部材のガス室に接続されて該シリンダ部材のガス室に所定圧力のガスを供給するガス供給手段とから構成することができる。
【００３３】
排出制御装置のさらに他の例としては、被加工体の端部を閉塞する密封栓に接続されて該被加工体の内部に通じる排出管と、該密閉栓又は該排出管に設けられ、プレスストロークの所定点で該被加工体の内部の液体圧力が最高圧となるように流路断面積が設定された絞り部とから構成することができる。
【００３４】
本発明のトーションビーム用アクスルビームは、車輪側に取り付けられる一対のトレーリングアームに一体に結合されて各該トレーリングアームを連結するものである。このアクスルビームは、アクスルビームの両端に結合される各トレーリングアームと一体に形成されたものである。
【００３５】
本発明のアクスルビームは、軸直角方向に凹む凹部を軸方向の少なくとも一部に有し、該凹部における軸直角断面形状が、密閉空間を有する閉断面形状であり、かつ、せん断中心が図心から所定量偏心した形状であることを特徴とする。
【００３６】
ここに、上記凹部における軸直角断面形状の図心とは、この軸直角断面形状が示す平面図形の重心をいう。また、上記凹部における軸直角断面形状のせん断中心とは、該断面に曲げモーメントのほかにせん断力が働いた場合であってもねじり変形を伴わない単純曲げを実現させうるように、せん断力の合力が通って働く断面上の点をいう。これら上記凹部における軸直角断面形状の図心及びせん断中心は、該軸直角断面形状から一義的に定まるものであり、該軸直角断面形状に基づいて所定の幾何学的計算により求めることができる。
【００３７】
このようにアクスルビームの軸方向の少なくとも一部に所定形状の凹部が設けられ、該凹部における軸直角断面形状のせん断中心が図心から所定量偏心していることにより、このアクスルビームにおけるロール剛性が向上するとともに、ステア特性がアンダーステア傾向となって直進性が向上し、したがって操安性の向上に寄与する。
【００３８】
また、このアクスルビームは、上記凹部における軸直角断面形状が密閉空間を有する閉断面形状であることから、この密閉空間の大きさを変えることによりアクスルビームの捻り剛性やロール剛性を容易に調整することができる。したがって、ロール抑制のためのスタビライザを別途設けることが不要となる。また、このアクスルビームは、密閉空間を有する閉断面形状であることから、疲労亀裂の発生し易いシャエッジ部が存在せず、したがって耐久性が大幅に向上する。
【００３９】
上記凹部における軸直角断面形状のせん断中心を図心から偏心させる量については、偏心量が小さ過ぎては偏心させることによる効果を十分に発揮させることができず、一方偏心量が大き過ぎると車両の直進性に悪影響を及ぼすおそれがある。このため、偏心量は、偏心させることによる効果をある程度は期待でき、しかも車両の直進性に悪影響を及ぼさない範囲内に納める必要がある。
【００４０】
また、上記凹部における軸直角断面形状のせん断中心を図心から偏心させる方向については、本発明のアクスルビームが車両に搭載された状態でせん断中心が図心よりも少なくとも上方に位置するような位置関係となるように、偏心していればよい。ただし、偏心による操安性向上の効果を偏心量に対してより効率的に発揮させる観点からは、本発明のアクスルビームが車両に搭載された状態でせん断中心が図心から真っ直ぐ上方に偏心していることが好ましい。
【００４１】
上記凹部における軸直角断面形状の具体的形状としては、密閉空間を有する閉断面形状であり、かつ、せん断中心が図心から偏心しているような形状であれば特に限定されず、略Ｕ状や略Ｖ状とする他、略Ｙ状や略コの字状等とすることができるが、これらのうちでも略Ｕ状又は略Ｖ状であることが好ましい。かかる形状であれば、閉断面形状における密閉空間の大きさや、図心に対するせん断中心の偏心量を容易に変更することができ、したがってアクスルビームの捻り剛性やロール剛性及びステア特性を容易に調整することが可能となる。また、限られたスペース内でより効果的にせん断中心を図心から偏心させて偏心量を大きくすることも可能となる。
【００４２】
また、上述のとおり上記凹部における密閉空間の大きさを変えることによりアクスルビームの捻り剛性やロール剛性を容易に調整することができ、この密閉空間を大きくすればするほどアクスルビームの捻り剛性やロール剛性を高くすることが可能となる。したがって、アクスルビームに要求される捻り剛性やロール剛性に応じて密閉空間の大きさを適宜設定することができる。この際、密閉空間は、アクスルビームの外周壁で囲まれた単一の密閉空間とする他、略対向する外周壁の内面同士が当接して重ね合わせ部とされることにより、該重ね合わせ部で分断された複数の密閉空間とすることも可能である。
【００４３】
ここに、前記トーションビーム用アクスルビームは、軸方向中央の大径中央部と、該大径中央部よりも小径の一対の小径端部と、該大径中央部の両端と各該小径端部とをそれぞれ一体に連結する一対の外径徐変部とからなる粗管の該大径中央部に前記凹部を成形した後、曲げ加工することにより、各該小径端部によりそれぞれが構成された各前記トレーリングアームに一体に結合されて各該トレーリングアームを連結し、少なくとも該大径中央部により構成されたものであって、上記粗管は、前記せん断中心が前記図心から偏心する方向と同一方向に各上記小径端部が上記大径中央部に対してそれぞれ偏心して設けられることにより、各該小径端部がそれぞれ偏心した側における周方向の一部において、該大径中央部、上記外径除変部及び該小径端部が径方向に段差のない連続面で接続されている。
【００４４】
トーションビーム用アクスルビームにおいては、車両における設置スペース等の制約から、トレーリングアームは必要剛性を確保しうる範囲内でなるべく細くすることが望ましい。そこで、図１８に示すように、軸方向中央の大径中央部６１と、大径中央部６１よりも小径の一対の小径端部６２と、大径中央部６１の両端と各小径端部６２とをそれぞれ一体に連結する一対の外径除変部６３とからなり、大径中央部６１、各小径端部６２及び各外径除変部６３がそれぞれ同芯状とされた同芯異径の粗管６０を準備し、この粗管６０から所定形状の前記凹部を有するアクスルビームの両端に一対のトレーリングアームが一体に結合されたトーションビームを製造しようとすると、以下に示すような問題がある。
【００４５】
すなわち、上記粗管６０からトーションビームを製造した場合、粗管６０の大径中央部６１に所定形状の凹部６１ａを成形した後、曲げ成形することにより、各トレーリングアームが各小径端部６２によりそれぞれ構成されるとともに、アクスルビームが少なくとも大径中央部６１及び各外径除変部６３により構成されることになる。このとき、同芯異径の粗管６０における外径除変部６３は、大径中央部６１から小径端部６２へと向かうに連れて周方向において均等に外径が徐々に小さくなっており、大径中央部６１と各小径端部６２との間には、周方向に均等な径方向の段差Ｈが存在する。このため、図１９に示すように、大径中央部６１に前記凹部６１ａを成形した後においても、大径中央部６１と各小径端部６２との間には上記径方向の段差Ｈが周方向の少なくとも一部に残存する。かかる段差Ｈの存在は、軸方向の圧縮荷重がかかったときに段差Ｈの部分で座屈が起こりやすくなることから、軸方向の入力に対する強度の低下原因となる。このため、この段差Ｈが例えばアクスルビームの両端部分に存在すると、車両横方向からの入力に対するアクスルビームの強度が低下するおそれがある。
【００４６】
この点、上記粗管として、前記せん断中心が前記図心から偏心する方向と同一方向に各上記小径端部が上記大径中央部に対してそれぞれ偏心して設けられることにより、各該小径端部がそれぞれ偏心した側における周方向の一部において、該大径中央部、上記外径除変部及び該小径端部が径方向に段差のない連続面で接続されているものを用いると、前記凹部を成形した後においても、上記周方向の一部に上記径方向に段差のない連続面を残存させることができる。このため、軸方向の入力に対して強度が低下する原因となる前記段差Ｈを無くすことができ、軸方向入力に対する強度の信頼性を向上させることが可能となる。
【００４７】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００４８】
（実施例１）
図１〜図５に示す本実施例の異形断面筒状体の製造方法は、請求項１〜３に記載の発明に係るものである。
【００４９】
図１は本実施例の製造方法についてプレス加工前の状態を示す断面図であり、図２は本実施例の製造方法についてプレス加工後の状態を示す断面図であり、図３は図２のＡ−Ａ線矢視断面図であり、図４は本実施例の製造方法に係る排出制御装置の具体的な回路構成を示すブロック図であり、図５は本実施例の製造方法におけるプレスストロークと被加工体内部の液体圧力との関係を示す線図である。
【００５０】
本実施例に係る製造装置は、軸直角断面形状が真円形状の金属製素管よりなる円筒状の被加工体１をプレス成形することにより、軸直角方向に凹む凹部１ａを軸方向の一部に有する異形断面筒状体を製造するものである。この製造装置は、型台２と、この型台２に対して所定位置に配設、固定されたプレス下型３と、型台２に対して上下方向の往復動可能に配設され、一対のクッションピン４、４を介してエアシリンダ（図示せず）により上向きに付勢されたフローティング型５と、図示しない油圧シリンダにより上下動可能に支持されたプレス上型６と、被加工体１の一方側の開口端部に結合され、シールパッキン７を介して該開口端部を液密的に閉塞する第１密封栓８と、被加工体１の他方側の開口端部に結合され、シールパッキン７を介して該開口端部を液密的に閉塞する第２密封栓９と、第２密封栓９に接続された液体排出制御装置１０とから構成されている。
【００５１】
上記プレス下型３は、被加工体１の軸方向中央部の下方部に凹部１ａを形成すするためのもので、該凹部１ａの形状に対応した形状の凸状型部３ａを有する部分型である。すなわち、このプレス下型３は、被加工体１の軸方向長さよりも短い軸方向長さを有し、かつ、被加工体１の直径（軸直角方向幅）よりも短い幅ｄを有する凸状部分型である。このため、被加工体１は、プレス加工の過程で、凹部１ａが形成される部位における被加工体１の外周面において、周方向の一部（図３にＰで示す範囲）がプレス上下型３、６の型面で拘束されない非拘束面１ｂ、１ｂとされる。
【００５２】
上記プレス上型６は、被加工体１の上方部を成形するためのもので、被加工体１の軸方向長さよりも若干短い軸方向長さを有し、軸方向全体にわたって延在する凹状型面６ａを下面に有している。このプレス上型６の軸方向長さはプレス下型３の軸方向長さよりも長く、プレス上型６の軸方向の略中央にプレス下型３が配設されている。また、プレス上型６の凹状型面６ａは、プレス下型３の凸状型部３ａの軸方向長さに相当する範囲が図３に示すように略Ｕ形状の凹状型面とされ、その軸方向両側の範囲が被加工体１の外面形状に対応した（被加工体１の外径と同等の直径を有する）半円形状の凹状型面とされている。
【００５３】
上記第１密封栓８には給水孔８ａが貫設されており、この給水孔８ａには図示しない給水管が接続されている。そして、図示しない給水ポンプから給水管及び給水孔８ａを介して被加工体１の内部に水Ｗが供給可能となされている。なお、被加工体１内に供給する液体は油等でもよい。
【００５４】
上記第２密封栓９には排水孔９ａが貫設されており、この排水孔９ａに液体排出制御装置１０が接続されている。この排出制御装置１０は、図４に示すように、排水孔９ａに一端が接続された排水管１１と、この排水管１１に配設された高圧カプラー１２と、この高圧カプラー１２よりも下流側の排水管１１に配設されたデジタル圧力計１３と、このデジタル圧力計１３よりも下流側の排水管１１に配設されたアナログ圧力計１４付の可変リリーフ弁１５と、排水管１１の他端が接続されたドレンタンク１６と、高圧カプラー１２とデジタル圧力計１３との間の排水管１１から分岐してドレンタンク１６に接続されたドレン管１７と、このドレン管１７の途中に設けられたエア抜きバルブ１８とから構成されている。
【００５５】
上記可変リリーフ弁１５は、被加工体１の内部の液体圧力が設定圧を超えたときに自動的に開状態となり、液体圧力が設定圧以下になれば自動的に閉状態となるものである。この可変リリーフ弁１５の作動により、プレス加工の過程において、被加工体１の内部の液体圧力が設定圧に到達した以降は該液体圧力を該設定圧に維持することが可能となる。なお、この設定圧は、液体圧力により被加工体１の非拘束面１ｂ、１ｂが過大変形することを適切に防止しうる範囲内に設定されている。
【００５６】
上記エア抜きバルブ１８は、被加工体１の内部に給水する際に該被加工体１内の空気を抜くためのものである。
【００５７】
上記構成の製造装置を用いて被加工体１から凹部１ａを有する異形断面筒状体を製造する方法について、以下説明する。
【００５８】
（被加工体の配置工程）
まず、図示しない給水管が接続された第１密封栓８及び排出制御装置１０が接続された第２密封栓９を予め被加工体１の開口端部に結合しておく。そして、図１に示すように、クッションピン４、４を介して図示しないエアシリンダにより上方に付勢されて上昇位置に保持されたフローティング型５上に被加工体１をセットするとともに、図示しない油圧シリンダの作動によりプレス上型６を下降させて被加工体１の上方にセットする。なお、この状態では、被加工体１はプレス上型６の凹状型面６ａ及びプレス下型３と当接していない。
【００５９】
（被加工体内部への液体充満工程）
次に、エア抜きバルブ１８を開放した状態で図示しない給水ポンプを作動させることにより、被加工体１内部の空気を抜きつつ該被加工体１内部に給水して水Ｗを充満させた後、エア抜きバルブ１８を閉鎖する（図１に示す状態）。
【００６０】
（プレス加工工程における昇圧行程）
そして、図示しない油圧シリンダの作動によりプレス上型６を下降させる。これにより、プレス上型６の凹状型面６ａが被加工体１に当接し、フローティング型５とともに被加工体１を下降させる。その結果、被加工体１がプレス下型３に当接し、それ以降はプレス下型３の凸状型部３ａにより被加工体１が軸直角方向に凹むように変形し、凹部１ａの成形が開始される。この被加工体１の変形に伴い被加工体１内部の容積が減少し、その結果被加工体１内部の液体圧力が徐々に上昇する。
【００６１】
（プレス加工工程における非昇圧（定圧）行程）
そして、被加工体１内部の液体圧力が予め設定された可変リリーフ弁１５の設定圧を超えれば、該可変リリーフ弁１５が自動的に開状態となる。これにより、可変リリーフ弁１５の開度に応じた排出量で、被加工体１の内部容積の減少に伴って被加工体１内部から水Ｗが排出される。したがって、被加工体１内部の液体圧力が該設定圧に到達した以降は、被加工体１内部の液体圧力が該設定圧に維持される。
【００６２】
こうして被加工体１内部の液体圧力が設定圧に維持された状態で、プレス上型６の下降によるプレス加工が進行して凹部１ａの成形が進み、フローティング型５が型台２に当接した時点でプレス加工が完了する（図２の状態）。
【００６３】
（脱型工程）
プレス加工の完了後は、被加工体１内部の水Ｗを排出した後、図示しない油圧シリンダの作動によりプレス上型６を上昇させ、完成した異形断面筒状体を脱型する。
【００６４】
こうして軸方向の略中央部に軸直角方向に凹む凹部１ａを有する異形断面筒状体を製造することができる。
【００６５】
このように本実施例の製造方法では、液体が密封された被加工体１をプレス成形することのみで最終形態の異形断面筒状体にして成形を完了するので、プレス成形後に液体加圧工程を行う必要がない。このため、製造工程が簡素となる。また、液体加圧装置や大型の専用油圧プレス装置等が不要となり、設備の複雑・大型化や設備費の高騰を避けることができる。
【００６６】
そして、プレスストローク前半における昇圧行程では、被加工体１の内部容積の減少に応じて徐々に上昇する液体圧力を被加工体１の内周面に付与しつつプレス成形することから、徐々に上昇する液体圧力が被加工体の内周面に作用することにより、プレス下型３の凸状型部３ａ及びプレス上型６の凹状型面６ａに確実に被加工体１を沿わせるように整形することができるとともに、被加工体１が曲げ座屈等することを防止することができ、滑らかな成形が可能となる。
【００６７】
また、ストローク後半における非昇圧行程では、定圧に維持された液体圧力を被加工体１の内周面に付与しつつプレス成形することから、被加工体１内部の液体圧力が過度に上昇することを回避することができる。このため、プレス下型３を部分型として、凹部１ａが形成される部位における被加工体１の外周面において、周方向の一部をプレス下型３及びプレス上型６の型面で拘束しないでプレス成形する場合であっても、被加工体１の非拘束面１ｂ、１ｂが過度に変形することを回避することができ、この非拘束面１ｂ、１ｂの部分における成形を適正に行うことが可能となる。そして、被加工体１に凹部１ａを成形するための凸状型部３ａを有するプレス下型３が部分型とされていることから、プレス上下型を密閉式型構造にする場合と比較して、型費や型摩耗の低減に寄与しうる。
【００６８】
さらに、本実施例では、可変リリーフ弁１５を備えた排出制御装置１０の利用により、プレスストロークの所定点で被加工体１の内部から確実に液体を排出させて該被加工体１内部の液体圧力を確実に定圧に維持することができる。このため、被加工体１の内面に付与される液体圧力の制御が容易かつ正確となり、したがって該所定点で液体圧力の上昇を容易かつ確実に無くして、該所定点以降の液体圧力を容易かつ正確に定圧に維持することができる。
【００６９】
（実施例２）
図６に示す本実施例の異形断面筒状体の製造方法は、請求項１〜３に記載の発明に係るものである。
【００７０】
本実施例に係る製造装置は、前記実施例１における液体排出制御装置１０の代わりに構成要素の異なる液体排出制御装置２０を用いたものであり、その他の構成は前記実施例１で用いた製造装置と同様である。
【００７１】
この液体排出制御装置２０は、密閉された所定容量の作動室を有し、該作動室を液体室２１ａとガス室２１ｂとに液密的に仕切る仕切部材２１ｃが該作動室内に往復摺動可能に配設されたシリンダ部材２１と、被加工体１の開口端部を閉塞する第２密封栓９の排水孔９ａに一端が接続されるとともに該シリンダ部材２１の液体室２１ａに他端が接続されて、被加工体１の内部とシリンダ部材２１の液体室２１ａとを連通する接続管２２と、シリンダ部材２１のガス室２１ｂに接続されて該ガス室２１ｂに所定圧力のガスを供給するガス供給手段２３とから主に構成されている。
【００７２】
上記接続管２２には、第２密封栓９側に高圧カプラー２４が配設されるとともに、この高圧カプラー２４の下流側に絞り部２５が配設されている。この絞り部２５により、被加工体１内部から排出される高圧の液体は絞り部２５で降圧されてから液体室２１ａへ導かれるため、液体室２１ａの液体圧力に対抗させるガス室２１ｂのガス圧力を低下させることができ、したがってガス室２１ｂへ加圧ガスを供給するエア供給源たる空気圧縮機（後述する）を小型化させることが可能となる。
【００７３】
上記ガス供給手段２３は、エア供給源たる空気圧縮機２３ａと、一端がシリンダ部材２１のガス室２１ｂに接続され、他端がエア供給源たる空気圧縮機２３ａに接続された給気管２３ｂと、給気管２３ｂに設けられたチェック弁２３ｃ付のエアレギュレータ２３ｄとから構成されている。
【００７４】
上記構成を有する液体排出制御装置２０を備えた異形断面筒状体の製造装置を用いて、被加工体１から凹部１ａを有する異形断面筒状体を製造する方法について、以下説明する。
【００７５】
前記実施例１と同様、被加工体の配置工程を行った後、図示しない給水ポンプを作動させることにより、被加工体１内部に給水して水Ｗを充満させるとともに、空気圧縮機２３ａの作動により所定圧力のガスをシリンダ部材２１のガス室２１ｂに供給する。ガス室２１ｂに供給されるガス圧力は、被加工体１内部の液体圧力の最高圧（設定圧）や絞り部２５における絞り度等に応じて、予め所定値に設定しておく。
【００７６】
このように被加工体１内部に水Ｗを充満させるとともにシリンダ部材２１のガス室２１ｂに所定圧力のガスを供給した状態で、前記実施例１と同様のプレス加工工程を行う。このとき、被加工体１内部から絞り部２５を介してシリンダ部材２１の液体室２１ａに導かれる液体圧力がシリンダ部材２１のガス室２１ｂ内のガス圧力よりも低い段階では、仕切部材２１ｃが上昇することなくその場（ガス室２１ｂの容積が最大となる最下降位置）に止まっているため、被加工体１の変形に伴い被加工体１内部の容積が減少すれば、それに応じて被加工体１内部の液体圧力が徐々に上昇する。そして、被加工体１内部から絞り部２５を介して液体室２１ａに導かれる液体圧力が予め設定されたガス室２１ｂ内のガス圧力よりも高くなれば、仕切部材２１ｃが上昇する。これにより、仕切部材２１ｃの上昇に応じて液体室２１ａの容積が増大し、所定の排出量で、被加工体１の内部容積の減少に伴って被加工体１内部から水Ｗが排出される。したがって、被加工体１内部の液体圧力が設定圧に到達した以降は、被加工体１内部の液体圧力が該設定圧に維持される。
【００７７】
こうして被加工体１内部の液体圧力が設定圧に維持された状態で、プレス上型６の下降によるプレス加工が進行して凹部１ａの成形が進み、フローティング型５が型台２に当接した時点でプレス加工が完了する。
【００７８】
従って、本実施例の製造方法によっても、前記実施例１と同様の効果を達成することができる。
【００７９】
（実施例３）
図７に示す本実施例の異形断面筒状体の製造方法は、請求項１〜３に記載の発明に係るものである。
【００８０】
本実施例に係る製造装置は、前記実施例１における液体排出制御装置１０の代わりに、排出制御装置として、前記第２密封栓９の排水孔９ａの孔径を所定値（本実施例では３ｍｍ）に設定するとともに、この排水孔９ａに排出管を接続したものを用いたものであり、その他の構成は前記実施例１で用いた製造装置と同様である。
【００８１】
排水孔９ａの孔径（流路断面積）は、プレス加工時の被加工体１内部の液体圧力の最高圧がプレス終了点、すなわちフローティング型５が型台２に当接してプレス上型６が最下降した時点となるように設定したものであり、排水孔９ａが絞り部となる。なお、プレス終了点における液体圧力の最高圧は、液体圧力により被加工体１の非拘束面１ｂ、１ｂが過大変形することを適切に防止しうる範囲内に設定されている。
【００８２】
すなわち、この排出制御装置を備えた製造装置を用いて異形断面筒状体を製造する場合、被加工体１内部に水Ｗを充満した状態でプレス加工することにより、被加工体１の変形に伴い被加工体１内部の容積が減少すれば、排水孔９ａを介して被加工体１内部から排出される水Ｗの排出量は絞り部としての排水孔９ａで所定量に抑えられるため、被加工体１内部の液体圧力が徐々に上昇する。なお、このときの液体圧力の立ち上がり速度（液体圧力の上昇速度）は、排水孔９ａから一定量の水Ｗが排出されることから、前記実施例１及び２と比べて小さい（立ち上がりが緩やかな）ものとなる。
【００８３】
そして、フローティング型５が型台２に当接してプレス上型６が最下降した時点、すなわちプレス終了点で、被加工体１内部の液体圧力が最高圧に到達し、その後は排水孔９ａを介して被加工体１内部から水Ｗが徐々に排出されることに伴い、被加工体１内部の液体圧力が徐々に低下する。
【００８４】
このように本実施例の製造方法では、液体が密封された被加工体１をプレス成形することのみで最終形態の異形断面筒状体にして成形を完了するので、プレス成形後に液体加圧工程を行う必要がない。このため、製造工程が簡素となる。また、液体加圧装置や大型の専用油圧プレス装置等が不要となり、さらに排出制御装置も極めて簡素となることから、設備の複雑・大型化や設備費の高騰の抑制に大きく貢献する。
【００８５】
また、本実施例の製造方法は、図７にも示すように、プレス開始点からプレス終了点までのプレス成形の一ストローク行程が、被加工体１の内部容積の減少に応じて徐々に上昇する液体圧力を被加工体１の内周面に付与しつつプレス成形する、昇圧行程のみからなるものであり、プレス下型３の凸状型部３ａ及びプレス上型６の凹状型面６ａに確実に被加工体１を沿わせるように整形することができるとともに、被加工体１が曲げ座屈等することを防止することができ、滑らかな成形が可能となる。
【００８６】
また、絞り部としての排水孔９ａの孔径が、最高圧に到達した液体圧力により被加工体１の非拘束面１ｂ、１ｂが過大変形することを適切に防止しうるように設定されていることから、被加工体１の非拘束面１ｂ、１ｂが過度に変形することを回避することができ、この非拘束面１ｂ、１ｂの部分における成形を適正に行うことが可能となる。そして、被加工体１に凹部１ａを成形するための凸状型部３ａを有するプレス下型３が部分型とされていることから、プレス上下型を密閉式型構造にする場合と比較して、型費や型摩耗の低減に寄与しうる。
【００８７】
なお、本実施例３では、被加工体１内部の液体圧力がプレス終了点で最高圧となるように設定して、プレス開始点からプレス終了点までのプレス成形の一ストローク行程を昇圧行程のみから構成したが、前記実施例１及び２と同様に、プレスストロークの途中の所定点で被加工体１内部の液体圧力が最高圧となるように設定して、プレス成形の一ストローク行程をプレス開始点から該所定点までの昇圧行程と該所定点からプレス終了点までの非昇圧行程（定圧行程又は降圧行程）とから構成することも可能である。これは、プレス速度、すなわちプレス上型６の下降速度を該所定点で所定の速度に低下させることにより達成することができる。
【００８８】
また、本実施例３では、第２密封栓９の排水孔９ａの孔径を調節することにより、該排水孔９ａを絞り部として機能させたが、排水孔９ａに接続される排出管の途中に所定の流路断面積をもつ絞り部を設けることにより、同様の作用効果を達成することも勿論可能である。
【００８９】
（評価）
上述した実施例１〜３で得られた異形断面筒状体は、いずれも良好なプレス成形品であった。
【００９０】
この結果、被加工体１内部の液体圧力について、プレス加工工程の昇圧行程における立ち上がり速度（圧力上昇速度）、最高圧の保持時間及び最高圧到達後の圧力状態は完成したプレス成形品の良し悪しに関係しないことが明らかとなった。
【００９１】
（参考例４）
図８〜図１０に示す参考例４のトーションビーム用アクスルビームは、車輪側に取り付けられる一対のトレーリングアーム３０、３０に一体に結合されて各該トレーリングアーム３０、３０を連結するものである。
【００９２】
この参考例に係るトーションビームは、車両後輪懸架装置用のもので、車輪側に取り付けられる一対のトレーリングアーム３０、３０と、各トレーリングアーム３０、３０の一端に一体に結合されて各該トレーリングアーム３０、３０を連結するアクスルビーム３１と、各トレーリングアーム３０、３０に溶接接合された一対のアクスルキャリア３２、３２と、このトーションビームが車両に搭載された状態でアクスルビーム３１の両端から車両前方側に水平に延在するように溶接接合された一対のアーム３３、３３と、アクスルビーム３１の両端に溶接接合され、このトーションビームが車両に搭載された状態におけるアクスルビーム３１の車両後方側に配設される一対のブラケット３４、３４とを備えている。
【００９３】
上記トレーリングアーム３０、３０は、図１０に示すように、軸直角断面形状が真円形状であり、その内周面にはインナーパイプ３０ａ、３０ａが挿入、接合されている。このインナーパイプ３０ａ、３０ａは、車両旋回時に車輪からの入力に耐えうるようにトレーリングアーム３０、３０の剛性を向上させるものである。
【００９４】
上記アクスルビーム３１は、図９に示すように、軸直角方向に凹み、かつ、軸方向にほぼ全体にわたって延びる凹部３１ａを有している。そして、この凹部３１ａにおける軸直角断面形状は、単一の密閉空間３１ｂを有する閉断面形状であり、かつ、せん断中心Ｃが図心Ｏから所定量Ｌだけ偏心した形状とされている。また、凹部３１ａにおける軸直角断面形状及びその閉断面形状は、両端部３１ｃ、３１ｃが末広がり状に広がった略Ｕ状とされている。
【００９５】
なお、このアクスルビーム３１の凹部３１ａにおける外周壁は、直線部をもたず全て曲線部で構成されている。
【００９６】
また、せん断中心Ｃを図心Ｏから偏心させる方向については、この参考例のトーションビームが車両に搭載された状態で、せん断中心Ｃが図心Ｏの真上に位置するように偏心している。
【００９７】
上記アクスルキャリア３２、３２は、図示しない車輪を回転可能に支持するもので、図示しない車輪軸が挿通される挿通孔３２ａ、３２ａを有している。また、上記アーム３３、３３は、車体側に上下揺動可能に連結される連結孔３３ａ、３３ａを有している。
【００９８】
上記構成を有するこの参考例のトーションビームは以下のようにして製造することができる。
【００９９】
まず、前記実施例１に準ずる方法により、軸直角断面形状が真円形状の金属製素管よりなる円筒状の被加工体をプレス成形することにより、軸直角方向に凹む凹部３１ａを軸方向の中央部に形成する。そして、この被加工体の両端部を曲げ加工することにより、アクスルビーム３１と、一対のトレーリングアーム３０、３０とを一体に形成する。その後、外周面に接着剤を塗布したインナーパイプ３０ａ、３０ａを各トレーリングアーム３０、３０内に挿入、接合する。
【０１００】
次に、所定形状に形成されたアクスルキャリア３２、３２、アーム３３、３３及びブラケット３４、３４を所定位置に溶接接合して、この参考例のトーションビームを完成する。
【０１０１】
この参考例のアクスルビーム３１は、軸直角断面形状のせん断中心Ｃが図心Ｏから上方に所定量偏心した閉断面の凹部３１ａを有していることから、ロール剛性が向上するとともに、ステア特性がアンダーステア傾向となって操安性が向上する。
【０１０２】
また、このアクスルビーム３１は、上記凹部３１ａにおける軸直角断面形状が密閉空間３１ｂを有する閉断面形状であることから、この密閉空間３１ｂの大きさを変えることによりアクスルビーム３１の捻り剛性やロール剛性を容易に調整することができる。したがって、ロール抑制のためのスタビライザを別途設けることが不要となる。また、このアクスルビーム３１は、密閉空間３１ｂを有する閉断面形状であることから、疲労亀裂の発生し易いシャエッジ部が存在せず、したがって耐久性が大幅に向上する。
【０１０３】
上記凹部３１ａにおける軸直角断面形状のせん断中心Ｃは、図心Ｏから適正量偏心しているため、偏心させることによる操安性向上の効果を十分に発揮させることができるとともに、車両の直進性に悪影響を及ぼすおそれもない。
【０１０４】
さらに、この参考例のトーションビームが車両に搭載された状態で、上記せん断中心Ｃは図心Ｏから真っ直ぐ上方に偏心していることから、偏心による操安性向上の効果を偏心量に対してより効率的に発揮させることができる。
【０１０５】
また、上記凹部３１ａにおける軸直角断面形状が略Ｕ状であることから、閉断面形状における密閉空間３１ｂの大きさや、図心Ｏに対するせん断中心Ｃの偏心量を容易に変更することができ、したがってアクスルビーム３１の捻り剛性やロール剛性及びステア特性を容易に調整することが可能となる。また、限られたスペース内でより効果的にせん断中心Ｃを図心Ｏから偏心させることも可能となる。
【０１０６】
（参考例５）
図１１に示すこの参考例のトーションビームは、アクスルビーム３１の凹部３１ａにおける軸直角断面形状を変更したもので、その他の構成は前記参考例４と同様である。
【０１０７】
このアクスルビーム３１の凹部３１ｄにおける軸直角断面形状は、単一の密閉空間３１ｅを有する閉断面形状であり、かつ、せん断中心Ｃが図心Ｏから所定量Ｌだけ偏心した形状とされている。また、凹部３１ｄにおける軸直角断面形状及びその閉断面形状は略Ｖ状とされている。
【０１０８】
このアクスルビーム３１の凹部３１ｄにおける外周壁は、Ｖ字の両斜辺部３１ｆ、３１ｆが直線部で構成されている。また、この凹部３１ｄにおける軸直角断面形状は、Ｖ字の両先端部が内側に膨らむ膨出部３１ｇ、３１ｇとされている。さらに、上記密閉空間３１ｅは、Ｖ字の中央頂点部分が他の部分よりも大きくされている。
【０１０９】
なお、せん断中心Ｃを図心Ｏから偏心させる方向については、この参考例のトーションビームが車両に搭載された状態で、せん断中心Ｃが図心Ｏの真上に位置するように偏心している。
【０１１０】
したがって、このアクスルビーム３１も、基本的には前記参考例４と同様の作用、効果を奏する。
【０１１１】
また、このアクスルビームは、上記凹部３１ｄにおける軸直角断面において、Ｖ字の両先端部の膨出部３１ｇ、３１ｇ及びＶ字の中央頂点部分で密閉空間３１ｅが局部的に大きくされていることから、これらの部分で局部的に捻り剛性を向上させることができる。
【０１１２】
（参考例６）
図１２に示すこの参考例に係るトーションビームは、アクスルビーム３１の凹部３１ｈにおける軸直角断面形状を変更したもので、その他の構成は前記参考例４と同様である。
【０１１３】
このアクスルビーム３１の凹部３１ｈにおける軸直角断面形状は、アクスルビーム３１の外周壁の内面同士が当接した重なり部３１ｉで分断された２個の密閉空間３１ｊ、３１ｊを有する閉断面形状であり、かつ、せん断中心Ｃが図心Ｏから所定量Ｌだけ偏心した形状とされている。また、凹部３１ｈにおける軸直角断面形状は略Ｖ状とされている。
【０１１４】
このアクスルビーム３１の凹部３１ｈにおける外周壁は、Ｖ字の両斜辺部３１ｋ、３１ｋが曲線部で構成されている。
【０１１５】
なお、せん断中心Ｃを図心Ｏから偏心させる方向については、この参考例のトーションビームが車両に搭載された状態で、せん断中心Ｃが図心Ｏの真上に位置するように偏心している。
【０１１６】
したがって、このアクスルビーム３１も、基本的には前記参考例４と同様の作用、効果を奏する。
【０１１７】
（実施例７）
本実施例に係るトーションビームは、アクスルビーム３１の凹部３１ａにおける軸直角断面形状を前記参考例５と同様の形状に変更するとともに、所定形状の偏心異径の粗管から製造したもので、その他の構成は前記参考例４と同様である。
【０１１８】
まず、前記参考例４と同様、軸直角断面形状が真円形状で均一肉厚の金属製素管Ｑを準備した。
【０１１９】
一方、図１３及び図１４に示すように、一方の端面に開口する真円形状の第１開口４１と、他方の端面に開口し、第１開口４１よりも小さな内径を有するとともに該第１開口４１に対して所定量Ｆだけ偏心した真円形状の第２開口４２と、第２開口４２側に設けられ、後述する小径端部の外径と同等の内径を有するとともに該第２開口４２と同心の軸孔４３と、軸孔４３から連続的に第１開口４１側に設けられ、外周縁形状が該第１開口４１と同心の円形状をなす傾斜案内面４４とを有する成形型４０を準備した。なお、図１４は、成形型４０を図１３のＥ−Ｅ線で切断するとともに矢印方向からみたＥ−Ｅ線矢視断面図である。
【０１２０】
ここに、図１３及び図１４から明らかなように、傾斜案内面４４は、軸孔４３の軸直角方向の一端（図１３及び図１４の上端）において軸孔４３の内面と傾斜案内面４４の外周縁端とを一致させた状態を維持しつつ、軸孔４３から第１開口４１に向かうに連れて傾斜案内面４４の外周縁端が徐々に拡径されている。また、第１開口４１及び傾斜案内面４４と同心状に配置された上記金属製素管Ｑの外周面は、軸孔４３の軸直角方向の一端（図１３及び図１４の上端）において、軸孔４３の内面及び傾斜案内面４４の外周縁端と一致する。
【０１２１】
そして、第１開口４１及び傾斜案内面４４と同心状に配置された金属製素管Ｑを第１開口４１側から軸孔４３内に押し込み、金属製素管Ｑの軸方向一端側（図１３の右端側）を傾斜案内面４４及び軸孔４３の内面で縮径加工した。この縮径加工では、金属製素管Ｑの軸直角方向の一端（図１３の上端）を除く部分が縮径加工されており、全く縮径加工されていない軸直角方向の一端から最大の縮径加工が施された軸直角方向の他端（図１３の下端）に向かって、徐々に縮径率が大きくなっている。また、金属製素管Ｑの他端側についても、同様に縮径加工した。
【０１２２】
これにより、図１５に示すように、軸方向中央の大径中央部５１と、大径中央部５１よりも小径の一対の小径端部５２と、大径中央部５１の両端と各小径端部５２とをそれぞれ一体に連結する一対の外径徐変部５３とからなる粗管５０を製造した。この粗管５０は、大径中央部５１に対して、各小径端部５２が軸直角方向の一端側（図１５の上端側）に所定量Ｆだけ偏心して設けられている。そして、各小径端部５２が偏心した側における周方向の一部（軸直角方向の一端、図１５の上端）において、大径中央部５１、外径除変部５３及び小径端部５２が径方向に段差のない連続面で接続されている（大径中央部５１、外径除変部５３及び小径端部５２が面一状態とされている）。また、図１５のＧ矢視図を図１６に示すように、縮径加工が施された小径端部５２は、軸直角方向の一端（図１６の上端）における肉厚ｄ１が最小で、軸直角方向の他端（図１６の下端）における肉厚ｄ３が最大となり、該一端から該他端に向かって中間位置の肉厚ｄ２（ｄ１＜ｄ２＜ｄ３）を経て徐々に肉厚が増大している。なお、軸直角方向一端における肉厚ｄ１は、縮径加工が施されていない大径中央部５１の肉厚、すなわち縮径加工前の金属製素管Ｑの肉厚と略同等である。
【０１２３】
そして、粗管５０の大径中央部５１に対して、前記参考例４と同様、前記実施例１に準ずる方法によりプレス成形を施し、該大径中央部５１に軸直角方向に凹む凹部５１ａを形成した。
【０１２４】
ここに、上記凹部５１ａの軸直角断面形状におけるせん断中心Ｃが図心Ｏに対して偏心している方向は、各小径端部５２が大径中央部５１に対して偏心している方向と同一方向とされている。また、上記凹部５１ａの成形後の状態を図１７に示すように、軸直角方向の一端（図１７の上端）及び他端（図１７の下端）において、大径中央部５１と小径端部５２とが径方向に段差のない連続面で接続されている。
【０１２５】
その後は、前記参考例４と同様、曲げ加工により、アクスルビームと、一対のトレーリングアームとを一体に形成するとともに、インナーパイプ、アクスルキャリア、アーム及びブラケットを接合して、本実施例のトーションビームを完成した。
【０１２６】
この完成されたトーションビームは、粗管５０における大径中央部５１及び傾斜除変部５３によりアクスルビームが構成されるとともに、粗管５０における各小径端部５２により各トレーリングアームがそれぞれ構成されている。なお、この態様に限らず、粗管５０における大径中央部５１及び各傾斜除変部５３の一部によりアクスルビームを構成するとともに、粗管５０における各傾斜除変部の他の部分及び各小径端部５２により各トレーリングアームを構成したり、あるいは粗管５０における大径中央部５１のみによりアクスルビームを構成するとともに、粗管５０における各傾斜除変部５３及び各小径端部５２により各トレーリングアームを構成したりすることも可能である。
【０１２７】
したがって、本実施例は、基本的には前記参考例４と同様の作用効果を奏する他、以下に示す作用効果も奏する。
【０１２８】
すなわち、本実施例に係るトーションビームでは、アクスルビーム部分の軸方向一端及び他端において、径方向に段差が無く、軸方向の入力、すなわち車両横方向からの入力に対する強度の信頼性を向上させることが可能となる。
【０１２９】
また、このトーションビームでは、各トレーリングアーム部分において、円周方向にｄ１、ｄ２、ｄ３（ｄ１＜ｄ２＜ｄ３）と肉厚が異なるとともに、縮径加工率、すなわち加工硬化する度合もｄ１の部分からｄ３の部分に向かって大きくなっている。このため、このトーションビームは、トレーリングアーム部分において、ｄ１の部分からｄ３の部分に向かって徐々に剛性や強度が向上している。
【０１３０】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の異形断面筒状体の製造方法によれば、製造工程を簡素とすることができ、また液体加圧装置や大型の専用油圧プレス装置等を不要として、設備の複雑・大型化や設備費の高騰を避けることが可能となる。
【０１３１】
また、本発明のトーションビーム用アクスルビームは、軸直角断面形状の改良により、操安性の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施例１の異形断面筒状体の製造方法について、プレス加工前の状態を示す断面図である。
【図２】 本実施例１の異形断面筒状体の製造方法について、プレス加工後の状態を示す断面図である。
【図３】 本実施例１の異形断面筒状体の製造方法に係り、図２のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図４】 本実施例１の異形断面筒状体の製造方法に係り、この製造方法に用いる排出制御装置の具体的な回路構成を示すブロック図である。
【図５】 本実施例１の異形断面筒状体の製造方法に係り、プレスストロークと被加工体内部の液体圧力との関係を示す線図である。
【図６】 本実施例２の異形断面筒状体の製造方法に係り、この製造方法に用いる排出制御装置の具体的な回路構成を示すブロック図である。
【図７】 本実施例３の異形断面筒状体の製造方法に係り、プレスストロークと被加工体内部の液体圧力との関係を示す線図である。
【図８】 参考例４に係るトーションビームの全体構成を示す斜視図である。
【図９】 参考例４のアクスルビームの凹部における軸直角断面形状を示し、図８のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図１０】 参考例４に係るトーションビームのトレーリングアームの軸直角断面形状を示し、図８のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図１１】 参考例５のアクスルビームの凹部における軸直角断面形状を示し、図８のＢ−Ｂ線矢視に相当する断面図である。
【図１２】 参考例６のアクスルビームの凹部における軸直角断面形状を示し、図８のＢ−Ｂ線矢視に相当する断面図である。
【図１３】 本実施例７に係り、素管の一端を偏心させながら縮径加工する様子を説明する断面図である。
【図１４】 本実施例７に係り、成形型を図１３のＥ−Ｅ線で切断するとともに矢印方向からみたＥ−Ｅ線矢視断面図である。
【図１５】 本実施例７に係り、素管の一端を偏心させながら縮径加工して得られた、大径中央部、小径端部及び外径除変部を有する偏心異径の粗管の正面図である。
【図１６】 本実施例７に係り、上記粗管の小径端部の部分のみを図１５のＧ矢印方向から見た側面図である。
【図１７】 本実施例７に係り、上記粗管の大径中央部に凹部を成形した状態を示す正面図である。
【図１８】 大径中央部、小径端部及び外径除変部を有する同心異径の粗管の正面図である。
【図１９】 上記同心異径の粗管の大径中央部に凹部を成形した状態を示し、大径中央部と小径端部との間に軸直角方向の段差が発生する様子を説明する正面図である。
【図２０】 従来のトーションビームの全体構成を示す斜視図である。
【図２１】 従来のトーションビームのアクスルビームにおける軸直角断面形状を示し、図１３のＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【符号の説明】
１…被加工体 １ａ…凹部
１ｂ…非拘束面 ３…プレス下型
３ａ…凸状型部 ６…プレス上型
１０…液体排出制御装置 ３０…トレーリングアーム
３１…アクスルビーム ３１ａ、３１ｄ、３１ｈ…凹部
５０…粗管 ５１…大径中央部
５２…小径端部 ５３…外径除変部
Claims (5)
- 少なくとも一方が少なくとも１個の凸状型部を有するプレス上下型を用いて、液体が密封された筒状の被加工体をプレス成形することにより、該凸状型部で押圧されて軸直角方向に凹む凹部を該被加工体の軸方向の少なくとも一部に形成する異形断面筒状体の製造方法であって、
上記凹部の成形に伴う上記被加工体の内部容積の減少により上昇する液体圧力を利用することにより、該被加工体の内部の液体を加圧装置で加圧することなく、プレス開始点からプレス終了点までの一ストローク行程で該被加工体から最終形態の異形断面筒状体までの成形を完了し、
前記凹部が形成される部位における前記被加工体の外周面は、周方向の一部が前記プレス上下型の型面で拘束されない非拘束面とされていることを特徴とする異形断面筒状体の製造方法。 - 前記一ストローク行程が、
前記凹部の成形に伴う前記被加工体の内部容積の減少により徐々に上昇する液体圧力を該被加工体の内周面に付与しつつプレス成形する、プレス開始点から所定点までのストローク前半における昇圧行程と、
該昇圧行程から連続して行われ、上昇過程にある液体圧力を上記被加工体の内周面に付与することなくプレス成形する、上記所定点からプレス終了点までのストローク後半における非昇圧行程とからなることを特徴とする請求項１記載の異形断面筒状体の製造方法。 - 前記所定点で前記被加工体の内部から前記液体を排出する排出制御装置を用いて、前記非昇圧行程において該被加工体の内周面に付与される液体圧力を定圧に維持するか又は降圧させることを特徴とする請求項１又は２記載の異形断面筒状体の製造方法。
- 車輪側に取り付けられる一対のトレーリングアームに一体に結合されて各該トレーリングアームを連結するトーションビーム用アクスルビームであって、
軸直角方向に凹む凹部を軸方向の少なくとも一部に有し、該凹部における軸直角断面形状は、密閉空間を有する閉断面形状であり、かつ、せん断中心が図心から所定量偏心した形状であり、かつ、
軸方向中央の大径中央部と、該大径中央部よりも小径の一対の小径端部と、該大径中央部の両端と各該小径端部とをそれぞれ一体に連結する一対の外径徐変部とからなる粗管の該大径中央部に前記凹部を成形した後、曲げ加工することにより、各該小径端部によりそれぞれが構成された各前記トレーリングアームに一体に結合されて各該トレーリングアームを連結するように、少なくとも該大径中央部により構成され、
上記粗管は、前記せん断中心が前記図心から偏心する方向と同一方向に各上記小径端部が上記大径中央部に対してそれぞれ偏心して設けられることにより、各該小径端部がそれぞれ偏心した側における周方向の一部において、該大径中央部、上記外径除変部及び該小径端部が径方向に段差のない連続面で接続されていることを特徴とするトーションビーム用アクスルビーム。 - 前記凹部における軸直角断面形状は略Ｕ状又は略Ｖ状であることを特徴とする請求項４記載のトーションビーム用アクスルビーム。
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