JP2003200848A - 管状のアクスルを形成する方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数のアクスルセグメントを溶接する必要の
ない、融通性のある方法を提供することにある。 【解決手段】 中空の部材を有するアクスル組立体を形
成する方法である。中空の部材１２、例えば円柱状の管
を、端部１６を有する、断面が多角形の管に形成する。
多角形の管１８に形成するステップの後に、隔壁を中空
部材内に配置し、それにより近似強度を増大し、また、
サスペンションの曲げモーメントを伝達することができ
る。端部１６は、円錐台形の端部とほぼ同一の寸法の端
部を有する予備成形されたキングピンボス５２を受ける
ように形成される。部材は溶接により接合され、キング
ピン５２と中空部材１２はアクスルの所望の形状に曲げ
られる。別の方法の手順において、キングピンボス５２
は中空部材１２の端部１６に直接に形成される。
ない、融通性のある方法を提供することにある。 【解決手段】 中空の部材を有するアクスル組立体を形
成する方法である。中空の部材１２、例えば円柱状の管
を、端部１６を有する、断面が多角形の管に形成する。
多角形の管１８に形成するステップの後に、隔壁を中空
部材内に配置し、それにより近似強度を増大し、また、
サスペンションの曲げモーメントを伝達することができ
る。端部１６は、円錐台形の端部とほぼ同一の寸法の端
部を有する予備成形されたキングピンボス５２を受ける
ように形成される。部材は溶接により接合され、キング
ピン５２と中空部材１２はアクスルの所望の形状に曲げ
られる。別の方法の手順において、キングピンボス５２
は中空部材１２の端部１６に直接に形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、中空のセクション
を有するアクスルに関し、さらに詳細には、単一の管状
部材から完全なアクスルを形成する方法に関する。
を有するアクスルに関し、さらに詳細には、単一の管状
部材から完全なアクスルを形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】フロントアクスルは、典型的に、鍛造I
ビーム（Ｉ形鋼）から構成される。鍛造Iビームは曲げ
荷重には適しているが、一般に、ねじり荷重および他の
荷重には適さない。Iビームを望ましい用途に適合させ
ることは、典型的に、Iビーム全体の寸法およびフラン
ジの厚みを変更することに限られる。フランジ間のセク
ションに対するフランジ部の厚みを単一の部材に沿って
変更することは複雑であり、重量および強度の可変性を
制限することがある。中空の管状部材も、アクスル組立
体を軽量化し、かつ、ねじり荷重特性を増大するために
用いられてきた。典型的に、矩形または円形の管のセク
ションが、予備成形されたアクスルの他の部分、例えば
グースネックに溶接される。グースネックはキングピン
を受けて、車両ホイールを支持するステアリングナック
ルの枢動可能な取り付けをもたらす。このような部分に
おける部品の取り付けは費用高であり、制御が困難であ
ろう。また、一般に比較的重いアクスル組立体をもたら
すことが不都合である。
ビーム（Ｉ形鋼）から構成される。鍛造Iビームは曲げ
荷重には適しているが、一般に、ねじり荷重および他の
荷重には適さない。Iビームを望ましい用途に適合させ
ることは、典型的に、Iビーム全体の寸法およびフラン
ジの厚みを変更することに限られる。フランジ間のセク
ションに対するフランジ部の厚みを単一の部材に沿って
変更することは複雑であり、重量および強度の可変性を
制限することがある。中空の管状部材も、アクスル組立
体を軽量化し、かつ、ねじり荷重特性を増大するために
用いられてきた。典型的に、矩形または円形の管のセク
ションが、予備成形されたアクスルの他の部分、例えば
グースネックに溶接される。グースネックはキングピン
を受けて、車両ホイールを支持するステアリングナック
ルの枢動可能な取り付けをもたらす。このような部分に
おける部品の取り付けは費用高であり、制御が困難であ
ろう。また、一般に比較的重いアクスル組立体をもたら
すことが不都合である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】したがって、中空のセ
クションを有する軽量のアクスル組立体を形成する方法
であって、複数のアクスルセグメントを溶接する必要の
ない、融通性のある方法を提供することが望ましい。
クションを有する軽量のアクスル組立体を形成する方法
であって、複数のアクスルセグメントを溶接する必要の
ない、融通性のある方法を提供することが望ましい。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に従う形成方法
は、中空のアクスル組立体を形成するための融通性のあ
る方法を提供する。中空の部材、例えば円柱状の管を、
断面が多角形の、端部を有する管に形成する。この、多
角形に形成するステップの前または後に、隔壁を中空部
材内に配置し、それにより近似強度を増大させ、サスペ
ンションの曲げモーメントを伝達させる。端部は、予備
成形されたキングピンボスを受けるために円形または円
錐台形の部分をもたらすように形成される。部材は互い
に溶接され、キングピンボスおよび管状部材は所望のア
クスルの形状に曲げられる。次いで、アクスルに、熱処
理、急冷、および焼き戻しの処理を施してもよい。アク
スルの歪み取りも望ましいであろう。
は、中空のアクスル組立体を形成するための融通性のあ
る方法を提供する。中空の部材、例えば円柱状の管を、
断面が多角形の、端部を有する管に形成する。この、多
角形に形成するステップの前または後に、隔壁を中空部
材内に配置し、それにより近似強度を増大させ、サスペ
ンションの曲げモーメントを伝達させる。端部は、予備
成形されたキングピンボスを受けるために円形または円
錐台形の部分をもたらすように形成される。部材は互い
に溶接され、キングピンボスおよび管状部材は所望のア
クスルの形状に曲げられる。次いで、アクスルに、熱処
理、急冷、および焼き戻しの処理を施してもよい。アク
スルの歪み取りも望ましいであろう。
【０００５】別の方法の手順において、円錐台形の端部
は、管状部材を多角形の断面を有する部材に形成する前
に、中空部材に直接に形成される。
は、管状部材を多角形の断面を有する部材に形成する前
に、中空部材に直接に形成される。
【０００６】別の方法の手順において、予備成形された
キングピンボスを独立に曲げる必要が無い場合、曲げス
テップは取付けステップの前に行われる。
キングピンボスを独立に曲げる必要が無い場合、曲げス
テップは取付けステップの前に行われる。
【０００７】別の方法の手順において、キングピンボス
は管状部材の端部に、端部をアプセット（鍛圧）または
短縮することにより直接に形成される。溶接を行う必要
はない。キングピンボスを形成した後、管状部材は、多
角形の断面を有する部材に形成され、または、望ましい
形状に曲げられ得る。
は管状部材の端部に、端部をアプセット（鍛圧）または
短縮することにより直接に形成される。溶接を行う必要
はない。キングピンボスを形成した後、管状部材は、多
角形の断面を有する部材に形成され、または、望ましい
形状に曲げられ得る。
【０００８】したがって、本発明は、製造上の最大の融
通性をもたらす複数の方法の手順を提供する。本発明に
従って形成されるアクスル組立体は、アクスルを軽量化
し、かつ望ましい曲げ荷重特性およびねじり荷重特性を
もたらす一体的な中空セクションを提供する。本発明に
従って製造されるアクスル組立体は、強度が増大されな
がら重量は約１８５ポンド〜１１０ポンド減じられるこ
とを示した。
通性をもたらす複数の方法の手順を提供する。本発明に
従って形成されるアクスル組立体は、アクスルを軽量化
し、かつ望ましい曲げ荷重特性およびねじり荷重特性を
もたらす一体的な中空セクションを提供する。本発明に
従って製造されるアクスル組立体は、強度が増大されな
がら重量は約１８５ポンド〜１１０ポンド減じられるこ
とを示した。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明のアクスル形成プ
ロセス１０のフローチャートを示す。プロセス１０は、
中空の部材１２を用いて開始される。好ましくは、中空
の部材１２は、ステップ２０に示されているように円柱
状の管状部材１２であるが、ステップ３０に示されてい
るように多角形の部材であってもよい。中空部材１２を
形成するために、ハイドロフォーミング、スタンピン
グ、ローリングまたは他の方法を用い得ることが理解さ
れよう。本発明の一連のプロセス後に、約１２，０００
ポンドの重量を支持するための３／８インチ壁厚の管が
もたらされ、約１４，６００ポンドの重量を支持するた
めの９／１６インチ壁厚の管がもたらされ、また、約１
８，０００ポンドの重量を運ぶための３／４インチ壁厚
の管がもたらされるが、形成される管の寸法はこれらに
明確に限定されるわけではない。
ロセス１０のフローチャートを示す。プロセス１０は、
中空の部材１２を用いて開始される。好ましくは、中空
の部材１２は、ステップ２０に示されているように円柱
状の管状部材１２であるが、ステップ３０に示されてい
るように多角形の部材であってもよい。中空部材１２を
形成するために、ハイドロフォーミング、スタンピン
グ、ローリングまたは他の方法を用い得ることが理解さ
れよう。本発明の一連のプロセス後に、約１２，０００
ポンドの重量を支持するための３／８インチ壁厚の管が
もたらされ、約１４，６００ポンドの重量を支持するた
めの９／１６インチ壁厚の管がもたらされ、また、約１
８，０００ポンドの重量を運ぶための３／４インチ壁厚
の管がもたらされるが、形成される管の寸法はこれらに
明確に限定されるわけではない。
【００１０】さらに、管状部材１２は、ステップ２０’
に示されているように、予備成形された、複数の厚みを
有する長さ１４を含み得る。複数の厚みの長さ１４を設
けることにより、管状部材１２は、所望の長さに沿っ
た、所定の増強された部分と、他の長さに沿った、より
軽くより薄い部分とを含んで複数の利点をもたらす。
に示されているように、予備成形された、複数の厚みを
有する長さ１４を含み得る。複数の厚みの長さ１４を設
けることにより、管状部材１２は、所望の長さに沿っ
た、所定の増強された部分と、他の長さに沿った、より
軽くより薄い部分とを含んで複数の利点をもたらす。
【００１１】管状部材１２は端部１６を含む。本発明が
１つの端部のみに関して記載されても、本発明が、好ま
しくは管状部材の各端部に応用されて、中空のストック
の単一のピースから完全なアクスルが形成されることを
理解されたい。管状部材１２は、ステップ３０に示され
ているように、多角形の断面を有する部材１８に形成さ
れる。予め決められた長さのみが所望の用途に応じて多
角形の断面に形成され得ることを理解されたい。好まし
くは、幅に対する高さの比率が約１．２であるほぼ矩形
の断面がアクスル用に用いられる。しかし、他の断面も
本発明により利益をもたらされるであろう。
１つの端部のみに関して記載されても、本発明が、好ま
しくは管状部材の各端部に応用されて、中空のストック
の単一のピースから完全なアクスルが形成されることを
理解されたい。管状部材１２は、ステップ３０に示され
ているように、多角形の断面を有する部材１８に形成さ
れる。予め決められた長さのみが所望の用途に応じて多
角形の断面に形成され得ることを理解されたい。好まし
くは、幅に対する高さの比率が約１．２であるほぼ矩形
の断面がアクスル用に用いられる。しかし、他の断面も
本発明により利益をもたらされるであろう。
【００１２】あるいは、またはさらに、ステップ２０ａ
に示されているように、実質的にクラッシャブル（圧潰
可能）な隔壁３２を管状部材１２内のキャビティ３４に
挿入し得る。そして、クラッシャブルな隔壁３２は、ス
テップ３０にて、管状部材１２が多角形の断面を有する
部材１８に形成されるときに同時に多角形の隔壁３２’
に形成される。これにより隔壁は中空部材内に固定され
る。隔壁３２，３２’は、中空部材１２，１８の近似強
度を高め、他のアクスル部品のための取付け領域をもた
らし、サスペンションの曲げモーメントをアクスルの捻
り剪断力に効率的に転移する。あるいは、またはさら
に、隔壁は、ステップ３０ａに示されているような成形
の後に、多角形の断面を有する部材１８内に配置される
多角形の隔壁３２’として形成されてもよい。
に示されているように、実質的にクラッシャブル（圧潰
可能）な隔壁３２を管状部材１２内のキャビティ３４に
挿入し得る。そして、クラッシャブルな隔壁３２は、ス
テップ３０にて、管状部材１２が多角形の断面を有する
部材１８に形成されるときに同時に多角形の隔壁３２’
に形成される。これにより隔壁は中空部材内に固定され
る。隔壁３２，３２’は、中空部材１２，１８の近似強
度を高め、他のアクスル部品のための取付け領域をもた
らし、サスペンションの曲げモーメントをアクスルの捻
り剪断力に効率的に転移する。あるいは、またはさら
に、隔壁は、ステップ３０ａに示されているような成形
の後に、多角形の断面を有する部材１８内に配置される
多角形の隔壁３２’として形成されてもよい。
【００１３】多角形の部材１８の端部１６が、好ましく
は、スタンピング、ローリング、スエージング、ハイド
ロフォーミングまたはポインティングプロセスにより形
成されて、ステップ４０に示されているように、中空部
材１２と比較して減じられた寸法の、概して円形の、ま
たは円錐台形の端部４２をもたらす。好ましくは、端部
１６は、望ましい端部部品、一般的には予備成形された
キングピンボス５２を受けるように変形される。他の形
成方法および形状も有用であろう。
は、スタンピング、ローリング、スエージング、ハイド
ロフォーミングまたはポインティングプロセスにより形
成されて、ステップ４０に示されているように、中空部
材１２と比較して減じられた寸法の、概して円形の、ま
たは円錐台形の端部４２をもたらす。好ましくは、端部
１６は、望ましい端部部品、一般的には予備成形された
キングピンボス５２を受けるように変形される。他の形
成方法および形状も有用であろう。
【００１４】予備成形されたキングピンボス５２は、ス
テップ５０に示されているように、枢動する連結部５４
と、円錐台形の端部４２に取り付けるための実質的に円
形の端部５６とをもたらす。枢動連結部５４は、キング
ピンを受けるための円形のボスをもたらす。実質的に円
形の端部５６は、円錐台形の端部４２の、概して円形の
端部５８と係合して効率的な溶接面をもたらす。取付け
は、好ましくは溶接などにより行われる。実質的に円形
の係合面をもたらすことにより、特に摩擦溶接が本発明
により利益がもたらされる。
テップ５０に示されているように、枢動する連結部５４
と、円錐台形の端部４２に取り付けるための実質的に円
形の端部５６とをもたらす。枢動連結部５４は、キング
ピンを受けるための円形のボスをもたらす。実質的に円
形の端部５６は、円錐台形の端部４２の、概して円形の
端部５８と係合して効率的な溶接面をもたらす。取付け
は、好ましくは溶接などにより行われる。実質的に円形
の係合面をもたらすことにより、特に摩擦溶接が本発明
により利益がもたらされる。
【００１５】取付けステップ５０の後、断面が多角形の
部材１８およびキングピンボス５２は、ステップ６０に
示されているように、望ましい形状、例えば、知られた
グースネック状に曲げられ得る。部材１８，５２を曲げ
ることにより、円錐台形の領域４２に台形の断面がもた
らされ得る。ステップ６０により、ほぼ所望の形状のア
クスル組立体がもたらされる。
部材１８およびキングピンボス５２は、ステップ６０に
示されているように、望ましい形状、例えば、知られた
グースネック状に曲げられ得る。部材１８，５２を曲げ
ることにより、円錐台形の領域４２に台形の断面がもた
らされ得る。ステップ６０により、ほぼ所望の形状のア
クスル組立体がもたらされる。
【００１６】次いで、アクスルを、ステップ７０に示さ
れているように一般的に用いられている任意の方法で処
理し得る。詳細には、アクスルを、火炉内で熱処理し、
次いで急冷し得る。そして、必要であればアクスルを焼
き戻して歪みを取ることもできる。
れているように一般的に用いられている任意の方法で処
理し得る。詳細には、アクスルを、火炉内で熱処理し、
次いで急冷し得る。そして、必要であればアクスルを焼
き戻して歪みを取ることもできる。
【００１７】別の経路１０Ａを参照すると、円錐台形の
端部４２が、ステップ４０Ａに示されているように中空
部材１２に直接に形成される。これは、ステップ３０Ａ
に示されているように管状部材１２を多角形の断面を有
する部材１８に形成する前に行われる。このような手順
は、アクスルの或る長さにわたって円形の断面が必要で
あり、多角形の部位の長さがプロセスの後半で形成され
ることが望ましい場合に好ましいであろう。
端部４２が、ステップ４０Ａに示されているように中空
部材１２に直接に形成される。これは、ステップ３０Ａ
に示されているように管状部材１２を多角形の断面を有
する部材１８に形成する前に行われる。このような手順
は、アクスルの或る長さにわたって円形の断面が必要で
あり、多角形の部位の長さがプロセスの後半で形成され
ることが望ましい場合に好ましいであろう。
【００１８】別の経路１０Ｂを参照すると、曲げステッ
プ６０も、例示した別の方法の経路に示されているよう
な取付けステップ５０より以前に行われることができ
る。このような手順は、予備成形されたキングピン５２
を独立に曲げる必要がないときに好ましい。
プ６０も、例示した別の方法の経路に示されているよう
な取付けステップ５０より以前に行われることができ
る。このような手順は、予備成形されたキングピン５２
を独立に曲げる必要がないときに好ましい。
【００１９】別の方法の経路１０Ｃを参照すると、ステ
ップ４５Ｃにて示されているようにキングピン５２’は
直接に形成される。すなわち、管状部材１２の端部１４
は、管状部材１２の端部１４の鍛圧または短縮により、
ほぼキングピン５２’の形状に直接に形成される。実質
的に固体の材料であるインサート５５をステップ３５Ｃ
にて端部１４に挿入して追加の作業材料を設け、それに
より、ステップ４５Ｃの前にキングピン５２’を形成し
てもよい。ステップ４５Ｃの後、ステップ５５Ｃに示さ
れているように、管状部材１２を多角形の断面を有する
部材１８に形成し、次いで、ステップ６５Ｃに示されて
いるように所望の形状に曲げることができる。もちろ
ん、これらのステップを、以上に示したものと異なるよ
うに追加または選択して連続的に行うこともできる。
ップ４５Ｃにて示されているようにキングピン５２’は
直接に形成される。すなわち、管状部材１２の端部１４
は、管状部材１２の端部１４の鍛圧または短縮により、
ほぼキングピン５２’の形状に直接に形成される。実質
的に固体の材料であるインサート５５をステップ３５Ｃ
にて端部１４に挿入して追加の作業材料を設け、それに
より、ステップ４５Ｃの前にキングピン５２’を形成し
てもよい。ステップ４５Ｃの後、ステップ５５Ｃに示さ
れているように、管状部材１２を多角形の断面を有する
部材１８に形成し、次いで、ステップ６５Ｃに示されて
いるように所望の形状に曲げることができる。もちろ
ん、これらのステップを、以上に示したものと異なるよ
うに追加または選択して連続的に行うこともできる。
【００２０】特定のステップの手順が示され、説明さ
れ、特許請求の範囲に記載されているが、これらのステ
ップが、任意の順番で、独立に、または組合せて、以上
に示したものと異なるように行われることができ、それ
でもなお本発明から利益をもたらされることを理解され
たい。
れ、特許請求の範囲に記載されているが、これらのステ
ップが、任意の順番で、独立に、または組合せて、以上
に示したものと異なるように行われることができ、それ
でもなお本発明から利益をもたらされることを理解され
たい。
【００２１】以上の説明は例示的なものであり、本発明
が以上の記載に限定されるものではない。本発明の多く
の改良および変更が上記の教示に鑑みて可能である。本
発明の好ましい実施形態を開示してきたが、当業者は、
幾つかの改良が本発明の範囲内で行われ得ることを理解
するであろう。よって、本発明が、特許請求の範囲内
で、以上に示したものと異なるように実行され得ること
が理解されよう。したがって、本発明の真の範囲および
内容を決定するために、特許請求の範囲が考察されるべ
きである。
が以上の記載に限定されるものではない。本発明の多く
の改良および変更が上記の教示に鑑みて可能である。本
発明の好ましい実施形態を開示してきたが、当業者は、
幾つかの改良が本発明の範囲内で行われ得ることを理解
するであろう。よって、本発明が、特許請求の範囲内
で、以上に示したものと異なるように実行され得ること
が理解されよう。したがって、本発明の真の範囲および
内容を決定するために、特許請求の範囲が考察されるべ
きである。
【図１】本発明の種々の特徴および利点は、添付図面を
参照しつつ以下の詳細な説明を考察することにより明ら
かになるであろう。図は、本発明の形成プロセスのフロ
ーチャートであり、アクスルの種々の形成段階における
状態を示す。
参照しつつ以下の詳細な説明を考察することにより明ら
かになるであろう。図は、本発明の形成プロセスのフロ
ーチャートであり、アクスルの種々の形成段階における
状態を示す。
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Ｆターム(参考） 3D001 AA17 BA05 CA02 CA03 CA06
CA08
3D034 BA00 BC29
Claims (10)
- 【請求項１】 アクスル組立体を形成する方法であっ
て、 ａ）端部を有する円柱状の中空の部材を設けるステッ
プ； ｂ）前記端部を、第１のほぼ円形の端部が設けられるよ
うに形成するステップ； ｃ）予備成形されたキングピンボスを前記ほぼ円形の端
部に溶接するステップとを含む方法。 - 【請求項２】 さらに、ステップｃ）の後に前記中空の
部分を所望の形状に曲げるステップを含む請求項１に記
載の方法。 - 【請求項３】 さらに、ステップｂ）の前に中空の部材
のキャビティ内に隔壁を挿入するステップを含む請求項
１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記ステップｂ）が前記端部をほぼ円錐
台形に形成することを含む請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 さらに、ステップａ）の後に中空部材を
ほぼ多角形の断面を有する形状に形成するステップを含
む請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 さらに、ａ１）隔壁を中空部材のキャビ
ティ内に、前記ステップｂ）の前に挿入するステップ； ａ２）前記ステップｂ）の前に、中空部材を、ほぼ多角
形の断面を有する形状に形成するステップとを含む請求
項１に記載の方法。 - 【請求項７】 アクスル組立体を形成する方法であっ
て、 ａ）端部を有する円柱状の中空の部材を設けるステッ
プ； ｂ）前記端部成形してキングピンボスをもたらすステッ
プ； ｃ）中空部材を所望の形状に曲げるステップとを含む方
法。 - 【請求項８】 さらに、中空部材を、ほぼ多角形の断面
を有する形状に形成するステップを含む請求項７に記載
の方法。 - 【請求項９】 さらに、ａ１）隔壁を中空部材のキャビ
ティ内に、前記ステップｂ）の前に挿入するステップ； ａ２）前記ステップｂ）の前に、中空部材を、ほぼ多角
形の断面を有する形状に形成するステップとを含む請求
項７に記載の方法。 - 【請求項１０】 さらに、中空部材に複数の壁厚を有す
る長さを形成するステップを含む請求項７に記載の方
法。
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|---|---|---|---|
| US10/056945 | 2001-10-25 | ||
| US10/056,945 US7568286B2 (en) | 2001-08-22 | 2001-10-25 | Method of forming a tubular axle |
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|---|---|
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002310383A Pending JP2003200848A (ja) | 2001-10-25 | 2002-10-25 | 管状のアクスルを形成する方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7568286B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003200848A (ja) |
| DE (1) | DE10249376A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009090301A1 (en) | 2008-01-14 | 2009-07-23 | Rautaruukki Oyj | Method for manufacturing a fiber-reinforced concrete column used in the construction industry, and a fiber-reinforced concrete column |
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- 2001-10-25 US US10/056,945 patent/US7568286B2/en active Active
-
2002
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- 2002-10-25 JP JP2002310383A patent/JP2003200848A/ja active Pending
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| Publication number | Publication date |
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| US7568286B2 (en) | 2009-08-04 |
| DE10249376A1 (de) | 2003-05-15 |
| US20030037426A1 (en) | 2003-02-27 |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060411 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060912 |