JP2007320343A

JP2007320343A - 中空スタビライザ

Info

Publication number: JP2007320343A
Application number: JP2006149708A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Oshida; 守押田
Original assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2007-12-13

Abstract

【課題】中空スタビライザ両端部に形成される取付部における機密性と強度とを確保し、偏平に潰すときの幅を短くして小型の取付部を形成する。
【解決手段】管素材Ｗ両端部の中空内部にそれぞれ塑性変形可能で耐熱性に優れた材料で形成した中実部材１０を嵌挿した部分を、熱間で一対の圧延ロール８、９間に挟み込んで両側から押し付けながら転接させることにより一方向に沿って偏平化する加工及び管素材Ｗの一方向に沿って偏平化された幅方向両側を一対の圧延ロール８、９の間に挟み込んで両側から押し付けながら転接させることにより一方向に直交する方向に沿って押し戻して肉厚化する加工を、単数又は複数回繰り返す熱間塑性変形加工工程により形成された偏平形状部分を設ける。
【選択図】図４

Description

この発明は、自動車やトラック等の車両における左右の揺れ止めとして使用され、鋼製パイプを素材として中空構造で所定の形状に加工製造される、中空スタビライザに関する。

一般に、自動車やトラック等の車両は、左右の車輪の独立した懸架装置を連結して左右の揺れ（ローリング）を防止するためのスタビライザを装備している。このスタビライザは、車体の下面に配置されているデフやプロペラシャフト等の各種部品との干渉を避けるようにした所定の３次元形状に形成する。

また、スタビライザには、軽量化を図るために中空構造に構成した中空スタビライザがある。この中空スタビライザには、例えば平面視略コ字型に形成し、その中央直線部をトーションバーばね（トーション部）として使用し、この中央部の両側にそれぞれ湾曲部を形成し、各湾曲部から延出する各アームの先端部にそれぞれ偏平板形状の取付部を形成したものがある。

このような中空スタビライザの取り付け部は、プレスあるいは鍛造装置によって管の径方向に圧潰することにより偏平形状とし、更に厚み方向に貫通する貫通孔を設けて作られる。

このように、鋼製の管素材の両端部をそれぞれ管の径方向に圧潰して偏平板形状の取付部を形成する中空スタビライザの製造方法によって製造した場合には、各取付部の端面に現れる一文字に潰れた管口の両端部にわずかな細孔（いわゆるエクボ）ができることから密閉性が十分ではなく、この隙間から水分が浸入して中空スタビライザの中空内面に腐食を起こさせることがあり、中空内面の腐食が進んだ部分を起点として折損に至る場合がある。

また、鋼製の管素材の端部を圧潰して偏平板形状の取付部を形成する製造方法によって製造した中空スタビライザでは、取付部の肉厚が鋼製の管素材における円周の肉厚の２倍までに制限されるので、取付部の強度が不足する場合もある。

そこで従来の中空スタビライザでは、中空素材の両端内部に中実材を嵌挿した状態で中空素材と中実材とを共に押し潰して偏平部を形成し、この偏平部に連結穴を設けて取付部を構成する中空スタビライザの製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような従来の中空スタビライザの製造方法で製造する場合には、中空素材と中実材とを共に偏平に押し潰す加工を行うため、偏平に延びる幅（取付部における中空素材の軸方向に直交する方向の幅）が広くなり、取付部が大型化してしまう。

また近年では、中空スタビライザを取り付ける側である車体側の取り付け部の周囲の構造が複雑になり車体側の取り付け部分を小型化する要請が高まっているため大型化した取付部を収めるためのスペースを確保できない場合がある。

このように限られた車体側の取り付け部の狭いスペースに対応するため、図８に示すように、幅が偏平に延びて大型化した取付部１００の両側の幅方向端部部分１０１を切除するいわゆるトリミングと呼ばれる幅裁ち加工を行って取付部１００の幅を縮めて小型化することが行われている。

しかし、中空スタビライザの取付部１００では、トリミングの加工を行うと、取付部１００の断面が偏平環状に繋がっている構造により所要の強度が得られていたものが、両側の幅方向端部部分１０１を切除することにより強度の低下を引き起こすという問題がある。

これは、取付部１００の両側の幅方向端部部分１０１を切除すると、取付部１００は、上下二枚の突片１０２の間に偏平に潰された部材１０３が単に挟まれている構造となって強度が低下するためである。
特公昭６３−１２８号公報

本発明は、上述した点に鑑み、中空スタビライザの両端部に形成される取付部における機密性と強度とを確保すると共に、偏平に潰すときの幅を短くして小型に構成された取付部を有する、中空スタビライザを新たに提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の中空スタビライザは、中空スタビライザ用管素材における両端部の中空内部に、それぞれ塑性変形可能で耐熱性に優れた材料で形成した中実部材を嵌挿し、管素材における少なくとも中実部材が嵌挿されている部分を熱間塑性加工用の温度に加熱し、熱間塑性加工の温度に加熱されている管素材における中実部材が嵌挿されている部分を、一対の圧延ロール間に挟み込んで両側から押し付けながら転接させることにより一方向に沿って偏平化するよう塑性変形させる加工及び管素材の一方向に沿って偏平化された幅方向両側を一対の圧延ロールの間に挟み込んで両側から押し付けながら転接させることにより、一方向に直交する方向に沿って押し戻して肉厚化するよう塑性変形させる加工を、単数又は複数回繰り返す熱間塑性変形加工により偏平形状部分を形成し、偏平形状部分に、取付穴を形成するプロセスによって製造された取付部を有することを特徴とする。

上述のように構成することにより、中空スタビライザの両端部に中実部材を入れて取付部を形成するので、機密性と強度とを確保でき、しかも偏平に潰すときの幅を短くして小型の取付部を形成できると共に、取付部を長さ方向に長くなるように潰すことにより素材を無駄なく利用して幅が細くて長い所要形状の取付部を廉価に製造できる。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の中空スタビライザにおいて、取付部を、偏平形状部分の所定部所に鍛造装置によって取付穴を打ち抜いて形成すると共に取付穴の周囲の所定部分を所定肉厚で所定幅の形状に鍛造して形成したことを特徴とする。

上述のように構成することにより、請求項１に記載の発明の作用、効果に加えて、取付部における取付穴の周囲の所定部分を所定肉厚で所定幅の形状に鍛造することにより、取付部における取付穴及びその周囲の形状を正確にかつ廉価に製作できる。

本発明の中空スタビライザによれば、中空スタビライザの両端部に、機密性と強度とを確保して取付部を形成でき、この取付部を形成するために偏平に潰すときの幅を短くして小型の取付部を形成できると共に、取付部を長さ方向に長くなるように潰すことにより素材を無駄なく利用して幅が細くて長い所要形状の取付部を有する、中空スタビライザを製造できるという効果がある。

以下、本発明の中空スタビライザに係わる実施の形態について、図１乃至図７を参照しながら説明する。

図１は、本実施の形態に係わる中空スタビライザの全体を示す平面図であり、図で１は、鋼製の管（パイプ）素材を加工して構成した中空スタビライザである。この中空スタビライザ１には、その両端部に車両（図示せず）に装着された状態で車両の前後方向へ延出する一対のアーム部２を設け、その中間部に車両に装着された状態で車両の幅方向に延在するトーション部３を設ける。

また、この中空スタビライザ１には、トーション部３の両端部と各々対応するアーム部２との間に、単数又は複数（図１では単数）の湾曲部４を設ける。

図１に例示するものでは、車両に装着された状態で、車両の幅方向に延在するトーション部３と、このトーション部３の左右両端部からそれぞれ車両の前後方向へ延出する一対のアーム部２とを設け、これらトーション部３と一対のアーム部２との間にそれぞれ円弧状に形成された一対の湾曲部４を設けて構成する。

なお、実際に車両に装着する中空スタビライザ１では、車体の下部構造及び懸架装置との干渉を避けつつ、これらにより形成される狭い間隙を縫って車両へ装着する必要があるので、トーション部３と一対のアーム部２とを含む全体を複数箇所で湾曲した複雑な形状に構成する場合がある。

この中空スタビライザの一対のアーム部２では、鋼製の管（パイプ）素材両端部に中実部材１０挿入したものをプレスあるいは鍛造装置によって管の径方向に圧潰して偏平板形状の取付部５を形成する。この取付部５の略中央部には、厚み方向に貫通する取付穴６（図６及び図７に図示）を設ける。

また、中空スタビライザの一対のアーム部２の取付部５に隣接する部分には、断面が扁平環形となる扁平環形構造部７を構成する。この扁平環形構造部７は、それぞれの湾曲部４の取付部５側で管素材が断面円環形から相対向する両側から潰されて管素材の断面が扁平な環形に変形を開始する位置から、取付部５の端部となる管素材の内周面及び中実部材１０が潰れて当接する位置まで滑らかに連なって接続するよう構成する。

上述のような構成の中空スタビライザ１の取付部５は、次のような中空スタビライザの端部成形プロセスによって製造することができる。

この中空スタビライザの端部成形プロセスでは、熱間成形手段としてのテーパ作成ローラ圧延装置であるいわゆるポインタテーパ装置で取付部５を成形する。

このポインタテーパ装置は、一般に用いられている装置であり、例えば図３及び図４に示すように、一対の圧延ロール８、９の間に、所定温度に加熱された被加工素材である管素材Ｗを両側から挟み付けるようにして一対の圧延ロール８、９が所定間隔となるように圧縮して被加工素材である管素材Ｗを押し潰しながら一対の圧延ロール８、９を転接させることにより、テーパ形状又は偏平形状等を形成するものである。

このポインタテーパ装置を用いて中空スタビライザ１の端部を成形する場合には、図２に示すように、鋼製の管素材Ｗにおける両端部の中空内部にそれぞれ中実部材１０を嵌挿する。

この中実部材１０は、中空スタビライザ１の管素材Ｗと同じ種類もしくは違う種類の鋼、銅、チタン若しくはその他の金属又は塑性変形可能で耐熱性に優れた材料（中空スタビライザ１の管素材Ｗに近い熱膨張率を有する材料であることが望ましい）を円柱形に成形して構成する。

この中実部材１０は、鋼製の管素材Ｗの中空内部の内径より若干小さな外径で円柱の高さを取付部５の長さに対応した所定長さに形成する。また、この中実部材１０には、管素材Ｗの中空内部に嵌挿した際に管素材Ｗの端面と中実部材１０の端面とが一致する状態で位置決めされ保持されるように、突部等の位置決め保持手段を設けても良い。

次に、この中空スタビライザの端部成形プロセスでは、少なくとも鋼製の管素材Ｗの中実部材１０が嵌挿されている両端部を熱間加工のための温度まで加熱してから、ポインタテーパ装置にかけて熱間塑性変形加工工程を実行する。

この熱間塑性変形加工工程では、図３に示すように、鋼製の管素材Ｗ端部の中空内部に中実部材１０が嵌挿され所定温度に加熱された部分を、一対の圧延ロール８、９の間に挟み込み、一対の圧延ロール８、９で両側から押し付けながら転接させるように管素材Ｗを引き抜くことにより、一方向に沿って偏平化するよう塑性変形させる。

次に、この熱間塑性変形加工工程では、図４に示すように、管素材Ｗの一方向に沿って偏平化された幅方向両側を一対の圧延ロール８、９の間に挟み込み、一対の圧延ロール８、９で両側から押し付けて転接させるように管素材Ｗを引き抜くことにより、一方向に直交する方向に沿って押し戻して肉厚化するよう塑性変形させる。

この熱間塑性変形加工工程では、図３に示す一方向（幅方向）に沿って偏平化するよう塑性変形させる工程と、図４に示す管素材Ｗの一方向に直交する方向（厚さ方向）に沿って押し戻して肉厚化するよう塑性変形させる工程とを、少なくとも１回づつ又は交互に所定複数回（ここでは３回）繰り返すことによって、図５に示すような、管素材Ｗの外径と同じ幅を持ち、所定の肉厚に形成した取付部５用の偏平形状部分５Ａを形成する。

なお、図５に示す偏平形状部分５Ａの先端部は、図示しない切断装置で切断して端面を所定形状に整えてある。

次に、この中空スタビライザの端部成形プロセスでは、偏平形状部分５Ａの所定部所に、図示しない鍛造装置によって取付穴６を打ち抜き加工で形成し、さらに取付穴６の周囲の所定部分を所定肉厚で所定幅の形状に鍛造する。

なお、取付部５は、鍛造装置によって取付穴６だけを形成したものであっても良い、さらに取付穴６は、ドリルで穿設しても良い。また、取付部５は、鍛造装置によって、鋼製の管素材端部の中空内部に中実部材１０を嵌挿した状態から、偏平形状部分５Ａ全体を鍛造することも可能であるが、この場合には、偏平形状部分５Ａの全体が含まれる大型で高価な鍛造用型が必要となるので、鍛造装置が大型化し、製造コストも高くなる。

これに比較して、取付部５の偏平形状部分５Ａをポインタテーパ装置で加工する場合には、大型で高価な鍛造型が不要であるので、廉価に製造できる。

さらに、図６及び図７に示すように、この取付部５における取付穴６の周囲の所定部分を所定肉厚で所定幅の形状に鍛造した場合には、肉厚と幅が変わる部分の段差Ｄによって、偏平に変形した管素材Ｗと、偏平に変形した中実部材１０との間で滑りを生じることを防止できるので、取付部５に取付穴６を穿設した後の工程で、管素材Ｗの各所に曲げ加工を施した際に、取付穴６の部分に管素材Ｗと中実部材１０とのずれによる段を生じることを防止できる。

また、この中空スタビライザの端部成形プロセスによって製造した取付部５は、幅方向両端部分の幅裁ちをするトリミングを行わないので、取付部５の強度が低下することを防止できる。さらに、取付部５の部分は、偏平化された管素材Ｗの内部を中実部材１０が隙間なく埋めるので、取付部５部分の密閉性を良好に保つことができる。

さらに、この中空スタビライザの端部成形プロセスによって製造した取付部５は、管素材Ｗと中実部材１０との材料を無駄なく使って、取付部５をアーム部２の長手方向に長く形成することができる。

この中空スタビライザの端部成形プロセスによって製造した取付部５は、所定の強度を持つための所定の肉厚に形成し、その幅を例えば管素材Ｗの外径程度（外径以下でも良い）に狭めて形成できるので、中空スタビライザ１を取り付ける側である図示しない車体側の取り付け部分のスペースが狭い場合でも取り付けられるように設計の自由度を向上することができる。

この中空スタビライザの端部成形プロセスは、直線状の管素材Ｗの両端部に取付部５を形成してから、湾曲部４等を曲げ加工する場合又は直線状の管素材Ｗに湾曲部４等の曲げ加工を施してからその両端部に取付部５を形成する場合の何れにも利用できる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、その他種々の構成を取り得ることは勿論である。

本発明の中空スタビライザの実施の形態に係わる、中空スタビライザ全体を示す平面図である。本発明の実施の形態に係わる中空スタビライザの取付部の部分を示す要部斜視図である。本発明の実施の形態に係わる中空スタビライザの端部成形プロセスで形成する中空スタビライザの取付部の部分をポインタテーパ装置で一方向に沿って偏平化するよう加工する要部を示す概略斜視図である。本発明の実施の形態に係わる中空スタビライザの端部成形プロセスで形成する中空スタビライザの取付部の部分をポインタテーパ装置で一方向に直交する方向に沿って偏平化するよう加工する要部を示す概略斜視図である。本発明の実施の形態に係わる中空スタビライザの端部成形プロセスによりポインタテーパ装置で形成した中空スタビライザの取付部の部分を示す要部斜視図である。本発明の実施の形態に係わる中空スタビライザの取付部の部分を示す要部斜視図である。本発明の実施の形態に係わる中空スタビライザの取付部の部分を示す要部平面図である。従来の中空スタビライザの取付部を加工するためのトリミングと呼ばれる幅裁ち加工で、幅が偏平に延びて大型化した取付部の両側の幅方向端部部分を切除した状態を示す要部斜視図である。

符号の説明

１中空スタビライザ
２アーム部
５取付部
５Ａ偏平形状部分
６取付穴
８圧延ロール
９圧延ロール
１０中実部材

Claims

中空スタビライザ用管素材における両端部の中空内部に、それぞれ塑性変形可能で耐熱性に優れた材料で形成した中実部材を嵌挿し、
前記管素材における少なくとも前記中実部材が嵌挿されている部分を熱間塑性加工用の温度に加熱し、
熱間塑性加工の温度に加熱されている前記管素材における前記中実部材が嵌挿されている部分を、一対の圧延ロール間に挟み込んで両側から押し付けながら転接させることにより一方向に沿って偏平化するよう塑性変形させる加工及び前記管素材の一方向に沿って偏平化された幅方向両側を前記一対の圧延ロールの間に挟み込んで両側から押し付けながら転接させることにより、一方向に直交する方向に沿って押し戻して肉厚化するよう塑性変形させる加工を、単数又は複数回繰り返す熱間塑性変形加工により偏平形状部分を形成し、
前記偏平形状部分に、取付穴を形成するプロセスによって製造された取付部を有することを特徴とする中空スタビライザ。
前記取付部を、前記偏平形状部分の所定部所に鍛造装置によって前記取付穴を打ち抜いて形成すると共に前記取付穴の周囲の所定部分を所定肉厚で所定幅の形状に鍛造して形成したことを特徴とする請求項１に記載の中空スタビライザ。