JP2019156000A

JP2019156000A - トーションビーム製造方法及びトーションビーム製造装置

Info

Publication number: JP2019156000A
Application number: JP2018042140A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　雅彦; Masahiko Sato; 雅彦佐藤
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2018-03-08
Filing date: 2018-03-08
Publication date: 2019-09-19
Anticipated expiration: 2038-03-08
Also published as: JP6950592B2

Abstract

【課題】疲労特性が優れたトーションビームを効率的に製造することができるトーションビーム製造方法及びトーションビーム製造装置を提供する。【解決手段】中央部と、中央部に連なってかつ中央部から離れるに従い閉断面の形状が変化する形状変化部と、を備えるトーションビームの製造方法又は製造装置であって、素管をプレスして、少なくとも形状変化部となる領域の一部を変形させて、一対の側部Ｓ１０１を有する予変形部１５が形成されたトーションビーム素材Ｗ１０を得る予変形工程と、トーションビーム素材Ｗ１０をプレスして、トーションビームを得る成形工程と、を備え、成形工程において、予変形部１５における閉断面を断面視した場合、トーションビーム素材Ｗ１０の一対の側部Ｓ１０１の少なくとも一部が互いに離間するようにプレス成形を行うことを特徴とするトーションビーム製造方法又はトーションビーム製造装置。【選択図】図７Ｂ

Description

この発明は、自動車のトーションビーム式サスペンション装置に適用されて金属疲労が抑制されたトーションビームを製造する、トーションビーム製造方法及びトーションビーム製造装置に関する。

周知のように、自動車用サスペンションシステムの一形態としてトーションビーム式サスペンション装置が広く普及している。
トーションビーム式サスペンション装置は：左右の車輪を回転自在に支持する左右一対のトレーリングアームがトーションビームによって連結され、さらに、左右一対のスプリング受部がトーションビームの左右端近傍に接合されたトーションビームアッセンブリと；トーションビーム及び車体間を連結するスプリング及びアブソーバと；を備える。トーションビームは、車体の左右から中央側に向かって伸びるピボット軸を介して、車体に対して揺動可能に接続されている。

トーションビームは、例えば、プレス成形やハイドロフォーム成形により金属管を塑性加工することで形成されており、トーションビームの長手方向に直交する断面が、略Ｖ字形状又は略Ｕ字形状の閉断面に形成されている（例えば、特許文献１参照）。

トーションビームは、略Ｖ字形状又は略Ｕ字形状の略一定閉断面を有する一定形状閉断面部と、左右のトレーリングアームに接続される取付部と、一定形状閉断面部及び取付部間に位置する形状変化部（徐変部）とを備えており、車体が路面から外力を受けた場合に、主としてトーションビームの捻れ剛性により車体のロール剛性を確保している。

一方、トーションビームが充分なロール剛性を有していたとしても、トーションビームは、車輪やトレーリングアームを介して路面から種々の外力を受けるため、このような外力に起因して複雑な応力分布が発生して、金属疲労が進展しやすい。この金属疲労は、例えば、形状変化部及び一定形状閉断面部間の接続部近傍で著しく生じやすい。

そのため、路面から種々の外力を受けた場合でも、金属疲労の進展を抑制する必要があり、このような金属疲労を抑制するために種々の技術が開発されている（例えば、特許文献２、３、４参照）。

特許文献２に記載の技術は、トーションビームをプレス成形した後に、焼き入れ、焼き戻し、ショットピーニングを行って、トーションビームの外側表面を硬化させることにより、トーションビームの疲労特性を向上させる。

特許文献３に記載の技術は、熱処理後に表面硬度が高くなる鋼管を用いることにより、トーションビームの表面硬度を向上させて、トーションビームの疲労特性を向上させる。

特許文献４に記載の技術は、ハイドロフォームによって鋼管の内方から外方に向かう圧力を加えることで引張応力を付与し、その結果として、トーションビームの残留応力を低減させて疲労特性を向上させる。

また、特許文献５に記載の技術は、トーションビームに成形されるパイプを径方向内側に潰して先端開口側が開いた凹部に成形してから、凹部の先端開口側を閉じ方向に成形することで、残留応力を抑制する。

特開２０１１−６３５号公報特開２００１−１２３２２７号公報特開２００８−０６３６５６号公報特開２０１３−０９１４３３号公報特開２００７−２３７７８４号公報

しかしながら、特許文献２〜５に記載の技術を適用してトーションビームの疲労特性を向上させることは、必ずしも容易とは言えない上に、設備投資等のイニシャルコストや製造ランニングコストが増大する問題がある。また、特許文献５に記載の技術では、素材や形状によっては、特に残留応力が高まりやすい折り返し部（先端折り返し箇所２４）に生じる残応力を低減させることはできない。
そこで、疲労特性に優れたトーションビームを効率的に製造することが可能なトーションビーム製造技術が望まれている。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、疲労特性に優れたトーションビームを効率的に製造することが可能な、トーションビーム製造方法及びトーションビーム製造装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
（１）本発明の一態様に係るトーションビーム製造方法は、長手方向に直交する断面が、前記長手方向の任意位置において略Ｖ字形状または略Ｕ字形状の閉断面である中央部と、前記中央部に連なってかつ前記中央部から離れるに従い前記閉断面の形状が変化する形状変化部と、を備えるトーションビームを素管から製造する方法であって、前記素管をプレスして、少なくとも前記形状変化部となる領域の一部を変形させて、一対の側部を有する予変形部が形成されたトーションビーム素材を得る予変形工程と、前記トーションビーム素材をプレスして、前記トーションビームを得る成形工程と、を備え、前記成形工程において、前記予変形部における前記閉断面を断面視した場合、前記トーションビーム素材の前記一対の側部の少なくとも一部が互いに離間するようにプレス成形を行うことを特徴とする。

上記構成からなるトーションビーム製造方法では、予変形工程において、少なくとも形状変化部となる領域の一部を変形させて、一対の側部を有する予変形部を設け、成形工程において、予変形部における閉断面を断面視した場合、トーションビーム素材の一対の側部の少なくとも一部が互いに離間するようにプレス成形を行うことで、得られるトーションビームの第１壁部と折返し壁部との境界部近傍の残留応力が低減される。
その結果、疲労特性に優れたトーションビームを製造することができる。しかも、熱処理等の後処理を必要としないため、効率的にトーションビームを製造できる。

（２）上記（１）に記載のトーションビーム製造方法では、前記予変形工程において、前記領域の前記長手方向の全長にわたり前記予変形部を形成するように構成してもよい。
上記構成からなるトーションビーム製造方法では、形状変化部の長手方向の全長にわたり上記残留応力の低減効果を得ることができる。

（３）上記（１）又は（２）に記載のトーションビーム製造方法において、前記トーションビーム素材の前記閉断面を断面視した場合、前記予変形部が、前記側部の一方の端部に連なりかつ前記側部間を接続する第１曲部と、前記側部の他方の端部に連なりかつ前記側部間を接続する第２曲部と、を有し、前記トーションビームの前記閉断面を断面視した場合、前記形状変化部が、一対の折返し壁部と、前記折返し壁部の一方の端部に連なりかつ前記折返し壁部間を接続する第１壁部と、前記折返し壁部の他方の端部に連なる一対の第２壁部と、前記第２壁部間を接続する底部と、を有し、前記成形工程において、前記第２曲部を前記トーションビーム素材の外方から内方に向かいプレスすることで、前記一対の側部の少なくとも一部を前記トーションビーム素材の外方へ膨出させて前記第２壁部を形成するように構成してもよい。
上記構成からなるトーションビーム製造方法では、第１壁部と折返し壁部との境界部近傍の残留応力が低減されたトーションビームを効率的に製造することができる。

（４）上記（３）に記載のトーションビーム製造方法において、前記トーションビーム素材の前記予変形部における前記閉断面を断面視した場合の、前記第１曲部の頂点と、前記側部と前記第２曲部との接続点と、を結ぶ一対の線分の間の角度が、前記トーションビームの前記形状変化部における前記閉断面を断面視した場合の、前記底部の頂点と、前記第２壁部と前記折返し壁部との接続点と、を結ぶ一対の線分の間の角度よりも小さくなるように構成してもよい。
上記構成からなるトーションビーム製造方法では、第１壁部と折返し壁部との境界部近傍の残留応力が低減されたトーションビームを精度よく製造することができる。

（５）本発明の一態様に係るトーションビーム製造装置は、長手方向に直交する断面が、前記長手方向の任意位置において略Ｖ字形状または略Ｕ字形状の閉断面である中央部と、前記中央部に連なってかつ前記中央部から離れるに従い前記閉断面の形状が変化する形状変化部と、を備えるトーションビームを素管から製造する装置であって、前記素管の少なくとも前記形状変化部となる領域を支持し、支持した前記素管の長手方向に沿って断面視した場合、一方の支持部の少なくとも一部が、他方の支持部の少なくとも一部に対して角度を有する一対の支持部を備える、第１金型と；前記素管の少なくとも一部を支持する第２金型と；前記第１金型の前記一対の支持部と前記第２金型とを相対的に移動させる第１駆動機構と；前記第１金型及び前記第２金型によって一対の側部を有する予変形部が形成されたトーションビーム素材を、外方から支持する凹型支持部を備える、第３金型と；前記凹型支持部に対向する凸型押圧部を備える第４金型と；前記第３金型と前記第４金型とを相対的に移動させる第２駆動機構と；を備え、前記第３金型の凹型支持部と前記第４金型の凸型押圧部とが接近することで、前記トーションビーム素材の前記一対の側部の少なくとも一部が互いに離間することを特徴とする。

上記構成からなるトーションビーム製造装置では、第１金型及び第２金型によって素管の少なくとも一部を変形させて、一対の側部を有する予変形部が形成されたトーションビーム素材を作成し、このトーションビーム素材を第３金型及び第４金型により成形することで、得られるトーションビームの第１壁部と折返し壁部との境界部近傍の残留応力が低減される。
その結果、疲労特性に優れたトーションビームを製造することができる。しかも、熱処理等の後処理を必要としないため、効率的に製造できる。

（６）本発明の一態様に係るトーションビーム製造装置は、長手方向に直交する断面が、前記長手方向の任意位置において略Ｖ字形状または略Ｕ字形状の閉断面である中央部と、前記中央部に連なってかつ前記中央部から離れるに従い前記閉断面の形状が変化する形状変化部と、を備えるトーションビームを素管から製造する装置であって、一対の分割金型からなり、前記一対の分割金型で前記素管を挟持することにより、前記素管の少なくとも前記形状変化部となる領域を支持する、第１金型と；前記素管の少なくとも一部を支持する第２金型と；前記第１金型の前記一対の分割金型同士を相対的に移動させる第１駆動機構と；前記第１金型及び前記第２金型によって一対の側部を有する予変形部が形成されたトーションビーム素材を、外方から支持する凹型支持部を備える、第３金型と；前記凹型支持部に対向する凸型押圧部を備える第４金型と；前記第３金型と前記第４金型とを相対的に移動させる第２駆動機構と；を備え、前記第３金型の凹型支持部と前記第４金型の凸型押圧部とが接近することで、前記トーションビーム素材の前記一対の側部の少なくとも一部が互いに離間することを特徴とする。

（７）上記（５）又は（６）に記載のトーションビーム製造装置において、前記トーションビームの前記閉断面を断面視した場合、前記形状変化部が、一対の折返し壁部と、前記折返し壁部の一方の端部に連なりかつ前記折返し壁部間を接続する第１壁部と、前記折返し壁部の他方の端部に連なる一対の第２壁部と、前記第２壁部間を接続する底部と、を有し、支持した前記トーションビーム素材の長手方向に沿って断面視した場合、前記第３金型の前記凹型支持部が、前記第２壁部及び前記底部の少なくとも一部に対応する形状を有し、前記第４金型の前記凸型押圧部が、前記第１壁部の少なくとも一部に対応する形状を有するように構成してもよい。
上記構成からなるトーションビーム製造装置では、第１壁部と折返し壁部との境界部近傍の残留応力が低減されたトーションビームを精度よく製造することができる。

この明細書において、中央部とは、略Ｖ字形状又は略Ｕ字形状の略一定閉断面形状（例えば、略Ｖ字形状又は略Ｕ字形状の凹側を構成する壁部の谷部（底部））が長手方向に沿って連続して形成されている部分を言う。なお、略Ｖ字形状又は略Ｕ字形状の凹側を構成する壁部の谷部（底部）が継続して漸次浅くなる形状変化部に至るまでは、部分的に凹凸が形成されていても中央部に含まれる。

また、中央部では、トーションビームの長手方向に沿って左右端から中心へ向かうにつれて、略Ｖ字形状又は略Ｕ字形状を維持したままで、閉断面の面積が漸次変化するように構成されてもよい。このような形状のトーションビーム又はトーションビーム素材は、長手方向に沿って左右端から中心へ向かうにつれて、その径が漸次変化する金属材料管のプレス加工などにより得られる。

また、この明細書において、形状変化部とは、略Ｖ字形状又は略Ｕ字形状の凹側を構成する壁部の谷部（底部）が漸次浅くなる形態が継続して形成されている部分を言う。なお、形状変化部の途中に谷部（底部）が部分的に浅くなる部分が形成されていてもよい。

また、この明細書において、取付閉断面部とは、形状変化部の長手方向外方（車両幅方向の外方）に位置されて、略Ｖ字形状又は略Ｕ字形状をなす凹部が形成されていない部分を言う。

上記各態様に係るトーションビーム製造方法及びトーションビーム製造装置によれば、疲労特性に優れたトーションビームを効率的に製造することができる。

本発明の第１実施形態に係るトーションビーム式リアサスペンション装置の概略構成を説明する斜視図である。同実施形態に係るトーションビームアッセンブリの概略構成を説明する図であって、下方より見た斜視図である。同実施形態に係るトーションビームの概略構成を説明する斜視図である。同実施形態に係るトーションビームの形状変化部の概略構成を説明する斜視図である。同実施形態に係るトーションビームの概略構成を示す図であって、図４の矢視ＶＡ−ＶＡで見た場合の閉断面図である。同実施形態に係るトーションビームの概略構成を示す図であって、図４の矢視ＶＢ−ＶＢで見た場合の閉断面図である。同実施形態に係るトーションビームの概略構成を示す図であって、図４の矢視ＶＣ−ＶＣで見た場合の閉断面図である。同実施形態に係るトーションビームの製造工程の一例を説明するフローチャートである。同実施形態に係る素管の概略構成を説明する斜視図である。同実施形態に係るトーションビーム素材の概略構成を説明する斜視図である。同実施形態に係るトーションビームの概略構成を説明する斜視図である。同実施形態に係る素管の断面の概略形状を説明するための閉断面図である。同実施形態に係るトーションビーム素材の概略構成を示す図であって、図７Ｂの矢視ＶＤ−ＶＤで見た場合の閉断面図である。同実施形態に係るトーションビーム素材の概略構成を示す図であって、図８Ｂの閉断面の変形過程を説明する閉断面図である。トーションビームの残留応力分布を説明するための断面図である。同実施形態に係るトーションビーム素材の概略構成を示す図であって、図７Ｂの矢視ＶＤ−ＶＤで見た場合の閉断面図である。同実施形態に係るトーションビームの概略構成を示す図であって、図４の矢視ＶＣ−ＶＣで見た場合の閉断面図である。本発明の第２実施形態に係るトーションビーム製造装置における、第１金型及び第２金型の概略構成を説明する断面図である。同実施形態に係るトーションビーム製造装置における、被加工材（素管）の変形過程を説明する断面図である。同実施形態に係るトーションビーム製造装置における、第１金型及び第２金型の概略構成を説明する側面図である。同実施形態に係るトーションビーム製造装置における、第１金型の変形例を説明する断面図である。同実施形態に係るトーションビーム製造装置における、第２金型の変形例を説明する断面図である。同実施形態に係るトーションビーム製造装置における、第３金型及び第４金型の概略構成を説明する断面図である。同実施形態に係るトーションビーム製造装置における、被加工材（トーションビーム素材）の変形過程を説明する断面図である。同実施形態に係るトーションビーム製造装置の第１金型と第３金型の断面形状を比較するための断面図である。同実施形態に係るトーションビーム製造装置の第１金型と第３金型の断面形状の変形例を示す断面図である。同実施形態に係るトーションビーム製造装置の第１金型と第３金型の断面形状の変形例を示す断面図である。本発明の第３実施形態に係るトーションビーム製造装置における、第１金型及び第２金型の概略構成を説明する断面図である。同実施形態に係るトーションビーム製造装置における、被加工材（素管）の変形過程を説明する断面図である。

＜第１実施形態＞
以下、図１から図１１Ｂを参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るトーションビーム式リアサスペンション装置（トーションビーム式サスペンション装置）の概略構成を示す図であり、符号１はトーションビーム式リアサスペンション装置を示し、符号２はトーションビームアッセンブリを示し、符号１０はトーションビームを示している。なお、図１に示した符号Ｆは、このトーションビーム式リアサスペンション装置１が搭載される車両（不図示）の前方を示し、符号Ｒは後方を示している。

トーションビーム式リアサスペンション装置１は、図１に示すように、トーションビームアッセンブリ２と、トーションビームアッセンブリ２及び車体（不図示）間を連結するスプリング３及びアブソーバと４と、を備えている。

トーションビームアッセンブリ２は、左右の車輪ＷＬ、ＷＲを左右一対のトレーリングアーム５によって支持するとともに、前記車体の左右から少し前方中央側に向かって伸びるピボット軸ＪＬ、ＪＲを介して前記車体と連結されている。そして、トーションビームアッセンブリ２は、前記車体に対して揺動可能に構成されている。

トーションビームアッセンブリ２は、図２に示すように、例えば、左右一対のトレーリングアーム（アーム）５と、これらトレーリングアーム５間を連結するトーションビーム１０と、スプリング３を支持する左右一対のスプリング受部３Ａとを備えている。また、緩衝装置であるアブソーバ４の一端側が、図示しない緩衝受部に接続されている。

なお、本実施形態において、トーションビーム１０は、上側に凸とされた略Ｖ字形状の閉断面形状を有している。

トレーリングアーム５は、図２に示すように、例えば、トレーリングアーム本体５Ａと、トレーリングアーム本体５Ａのフロント側端に接続されてピボット軸Ｊを介して前記車体に支持されるピボット取付部材５Ｆと、トレーリングアーム本体５Ａのリア側端に連結されて車輪ＷＬ、ＷＲを支持する車輪取付部材５Ｒとを備えている。

スプリング受部３Ａは、トーションビーム１０を間に挟んでピボット取付部材５Ｆの反対側に配置されており、スプリング３の一端側が取付けられる。路面から受けた荷重は、車輪ＷＬ、ＷＲ、トレーリングアーム５、及びスプリング３を介して前記車両に伝達する。

以下、図３〜図５Ｃを参照して、本実施形態に係るトーションビーム１０について説明する。
図３は、本実施形態に係るトーションビーム１０の概略構成を説明する斜視図である。図４は、トーションビーム１０の形状変化部１２近傍の概略を説明する斜視図である。図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃは、トーションビーム１０の各部位の断面図であり、図５Ａが図４における矢視ＶＡ−ＶＡでの断面図を示し、図５Ｂが図４における矢視ＶＢ−ＶＢでの断面図を示し、図５Ｃが図４における矢視ＶＣ−ＶＣにおける断面図を示している。

トーションビーム１０は、図３、図４に示すように、長手方向の中央側に形成され略Ｖ字形状の中央部１１と、形状変化部１２と、取付閉断面部１３と、取付閉断面部１３の外側端部に形成されて略楕円形の閉断面形状を有し、トレーリングアーム５が取付けられる取付部１４とを備えている。

中央部１１は、トーションビーム１０をその長手方向に垂直な断面で見た場合に、略Ｖ字形状又は略Ｕ字形状の略一定閉断面形状が前記長手方向に沿って連続して形成されている部分であってもよい。なお、中央部１１において、略Ｖ字形状又は略Ｕ字形状の凹側を構成する壁部の谷部（底部）に、部分的な凹凸が形成されていてもよい。

形状変化部１２は、略Ｖ字形状又は略Ｕ字形状の凹側を構成する壁部の谷部の深さが、長手方向外方（車両幅方向外方）に向かって漸次浅くなる部分である。なお、形状変化部１２の途中に、谷部が一段と浅くなる箇所が部分的に形成されていてもよい。

取付閉断面部１３は、形状変化部１２の長手方向外方（車両幅方向外方）に配置され、略Ｖ字形状又は略Ｕ字形状をなす凹部が形成されていない部分を言う。

中央部１１、形状変化部１２、取付閉断面部１３、取付部１４は、トーションビーム１０の長手方向中央から両端に向かってこの順に配置されている。

中央部１１は、図３、図４に示すように、トーションビーム１０の長手方向の中央に位置していて、その長手方向両端において各形状変化部１２と接続されている。
中央部１１は、トーションビーム１０の長手方向と直交する断面が略Ｖ字形状に形成されるとともに、特に限定されないが、この実施形態では、例えば、車体前後方向で対称となる形状を有している。

中央部１１の断面は、例えば、図５Ａに示す略Ｖ字形状の閉断面において、凹側内面をなす第１壁部Ｓ１１０Ａと、凸側外面の一部をなす第２壁部Ｓ１２０Ａと、これら第１壁部Ｓ１１０Ａ及び第２壁部Ｓ１２０Ａそれぞれの両端間を接続するとともに前記閉断面において外方に膨出する二つの折返し壁部Ｓ１３０Ａとを備えている。第１壁部Ｓ１１０Ａの周方向中央部は、中央部１１において略Ｖ字形状の凹側の谷部Ｓ１１１Ａとされている。二つの第２壁部Ｓ１２０Ａ間は中央部１１において略Ｖ字形状の凸側の底部Ｓ１２１Ａの両端に接続されている。
そして、第１壁部Ｓ１１０Ａと第２壁部Ｓ１２０Ａとは、密着部Ｓ１５０Ａを介して互いに接している。

各折返し壁部Ｓ１３０Ａは、図５Ａにおいて矢印で示す範囲であり、それぞれが第１壁部側折返し点ａと第２壁部側折返し点ｂとの間に形成されている。
第１壁部側折返し点ａは、第１壁部Ｓ１１０Ａの端縁と折返し壁部Ｓ１３０Ａの端縁との接続点である。また、第２壁部側折返し点ｂは、第２壁部Ｓ１２０Ａの端縁と折返し壁部Ｓ１３０Ａの端縁との接続点である。

図４に示すように、形状変化部１２は、トーションビーム１０の長手方向中央寄りが中央部１１に接続され、長手方向外方が取付閉断面部１３に接続されている。また、形状変化部１２は、トーションビーム１０の長手方向と直交する閉断面の形状が、中央部１１から取付閉断面部１３に向かって次第に移行するようになっている。
図５Ｂ及び図５Ｃは、ともに形状変化部１２の閉断面を示す断面図である。

形状変化部１２は、例えば図５Ｂに示すように、略Ｖ字形状の閉断面において凹側内面をなす第１壁部Ｓ１１０Ｂと、第２壁部Ｓ１２０Ｂと、これら第１壁部Ｓ１１０Ｂ及び第２壁部Ｓ１２０Ｂの両端間を接続するとともに前記閉断面において外方に膨出する二つの折返し壁部Ｓ１３０Ｂと、閉断面において凸側外面をなす底部Ｓ１２１Ｂとを備えている。
また、第１壁部Ｓ１１０Ｂの周方向中央部は、形状変化部１２において略Ｖ字形状の凹側の谷部Ｓ１１１Ｂとされている。二つの第２壁部Ｓ１２０Ｂ間は形状変化部１２において略Ｖ字形状の凸側の底部Ｓ１２１Ｂの両端に接続されている。第１壁部Ｓ１１０Ｂ及び第２壁部Ｓ１２０Ｂ間には、中空部Ｓ１５０Ｂが形成されている。

各折返し壁部Ｓ１３０Ｂは、図５Ｂにおいて矢印で示す範囲であり、それぞれが第１壁部側折返し点ａ１と第２壁部側折返し点ｂ１との間に形成されている。
第１壁部側折返し点ａ１は、第１壁部Ｓ１１０Ｂの端縁と折返し壁部Ｓ１３０Ｂの端縁との接続点である。また、第２壁部側折返し点ｂ１は、第２壁部Ｓ１２０Ｂの端縁と折返し壁部Ｓ１３０Ｂの端縁との接続点である。

また、形状変化部１２は、例えば図５Ｃに示すように、略Ｖ字形状の閉断面において凹側内面をなす第１壁部Ｓ１１０Ｃと、第２壁部Ｓ１２０Ｃと、これら第１壁部Ｓ１１０Ｃ及び第２壁部Ｓ１２０Ｃの両端間を接続するとともに前記閉断面において外方に膨出する二つの折返し壁部Ｓ１３０Ｃと、閉断面において凸側外面をなす底部Ｓ１２１Ｃとを備えている。
また、第１壁部Ｓ１１０Ｃの周方向中央部は、形状変化部１２において略Ｖ字形状の凹側の谷部Ｓ１１１Ｃとされている。二つの第２壁部Ｓ１２０Ｃ間は形状変化部１２において略Ｖ字形状の凸側の底部Ｓ１２１Ｃの両端に接続されている。第１壁部Ｓ１１０Ｃ及び第２壁部Ｓ１２０Ｃ間には、中空部Ｓ１５０Ｃが形成されている。

折返し壁部Ｓ１３０Ｃは、図５Ｃにおいて矢印で示す範囲であり、それぞれが第１壁部側折返し点ａ２と第２壁部側折返し点ｂ２との間に形成されている。
第１壁部側折返し点ａ２は、第１壁部Ｓ１１０Ｃの端縁と折返し壁部Ｓ１３０Ｃの端縁との接続点である。また、第２壁部側折返し点ｂ２は、第２壁部Ｓ１２０Ｃの端縁と折返し壁部Ｓ１３０Ｃの端縁との接続点である。

図４に示すように、取付閉断面部１３は、例えば、形状変化部１２の長手方向外方（車両幅方向外方）に位置しており、略Ｖ字形状又は略Ｕ字形状の凹部を持たない略楕円形の閉断面を有している。

次に、本実施形態に係るトーションビーム製造方法について説明する。
本実施形態に係るトーションビーム製造方法によって得られるトーションビーム１０は、長手方向に直交する断面が、長手方向の任意位置において略Ｖ字形状または略Ｕ字形状の閉断面である中央部１１と、中央部１１に連なってかつ中央部１１から離れるに従い閉断面の形状が変化する形状変化部１２を少なくとも備える。

図６は、本実施形態に係るトーションビーム１０の製造方法の一例を示すフローチャートである。本実施形態に係るトーションビーム１０の製造方法は、少なくとも以下の二つの工程を含む。
（１）予変形工程（Ｓ１）
予変形工程において、素管１０Ｓ（図７Ａ）をプレスして、少なくとも形状変化部１２となる領域（形状変化部相当部１２Ｓ）の一部を変形させて、一対の側部Ｓ１０１を有する予変形部１５が形成されたトーションビーム素材Ｗ１０（図７Ｂ）を得る。
（２）成形工程（Ｓ２）
成形工程において、トーションビーム素材Ｗ１０をプレスして、トーションビーム１０（図７Ｃ）を得る。

図７Ａ〜図７Ｃは、それぞれ、素管１０Ｓ、トーションビーム素材Ｗ１０、トーションビーム１０の形状の概略を示す斜視図である。本実施形態に係るトーションビーム１０の製造方法においては、予変形工程（Ｓ１）及び成形工程（Ｓ２）を経て、素管１０Ｓからトーションビーム１０を得ることができる。

（予変形工程（Ｓ１））
まず、予変形工程（Ｓ１）を説明する。予変形工程（Ｓ１）においては、図７Ａに示すような素管１０Ｓを、例えば金型によりプレスして、素管１０Ｓの長手方向における、少なくともトーションビーム１０の形状変化部１２となる領域（形状変化部相当部１２Ｓ）の一部を変形させる。これにより、図７Ｂに示すような、一対の側部Ｓ１０１を有する予変形部１５が形成されたトーションビーム素材Ｗ１０を得る。

以下に説明する断面Ｓ１０Ｃ（図８Ａ）、断面Ｓ１１Ｃ（図８Ｂ）、断面Ｓ１４Ｃ（図９）及び断面Ｓ１２Ｃ（図５Ｃ）は、素管１０Ｓ、トーションビーム素材Ｗ１０又はトーションビーム１０の長手方向において、略同一の位置における断面を示すものである。

ここで、予変形工程（Ｓ１）における、断面Ｓ１０Ｃに対応する断面の形状変化の過程を説明する。なお、以下では、断面Ｓ１２Ｃを例に挙げるが、図５Ｂに示す断面Ｓ１２Ｂ又は図５Ｃに示す断面Ｓ１２Ｃは、形状変化部１２の長手方向途中位置における断面であり、形状変化部１２において略Ｖ字形状又は略Ｕ字形状の凹側を構成する壁部の谷部が漸次浅くなる部分に位置するため、断面Ｓ１２Ｂも同様の変形をする。

素管１０Ｓは、図８Ａに示すように断面Ｓ１０Ｃが円形状である。このような断面を有する素管１０Ｓにおいて、トーションビーム１０の形状変化部１２となる領域（形状変化部相当部１２Ｓ）の少なくとも一部を、図８Ｂに示す断面Ｓ１１Ｃのように、一対の側部Ｓ１０１が形成されるように変形させる。
トーションビーム素材Ｗ１０の長手方向において、このような断面が形成された部分を予変形部１５と称する。

図８Ｂは、図７Ｂの矢視ＶＤ−ＶＤで見た場合の断面図であり、トーションビーム素材Ｗ１０の予変形部１５の閉断面図である。図８Ｂに示すような断面Ｓ１１Ｃにおいては、側部Ｓ１０１の一方の端部に連なりかつ側部Ｓ１０１間を接続する第１曲部Ｓ１０２と、側部Ｓ１０１の他方の端部に連なりかつ側部Ｓ１０１間を接続する第２曲部Ｓ１０３とを備えている。

断面Ｓ１１Ｃにおいては、側部Ｓ１０１と第１曲部Ｓ１０２とは接続点ｃで接続され、側部Ｓ１０１と第２曲部Ｓ１０３とは接続点ｄで接続される。また、第１曲部Ｓ１０２の周方向中央部は、略Ｖ字形状の凸側の頂点Ｓ１０２ｔとされている。

予変形工程（Ｓ１）においては、例えば、側部Ｓ１０１の外形に相当する支持面を備える金型に素管１０Ｓを載置して、この金型に対して、他の金型で素管１０Ｓを押圧して、トーションビーム素材Ｗ１０の側部Ｓ１０１となる素管１０Ｓの壁面を、素管１０Ｓの内方側（断面Ｓ１０Ｃの中心に向かう方向）に向かい変形させることで、断面Ｓ１１Ｃの形状を得ることができる。

（成形工程（Ｓ２））
次に、成形工程（Ｓ２）を説明する。成形工程（Ｓ２）においては、予変形工程（Ｓ１）で得られたトーションビーム素材Ｗ１０をプレスして、トーションビーム１０を得る。
これにより、図７Ｃに示すような、中央部１１と、形状変化部１２と、取付閉断面部１３を備えるトーションビーム１０を得る。

成形工程（Ｓ２）では、例えば、形状変化部１２の第２壁部Ｓ１２０Ｃと底部Ｓ１２１Ｃの外形に相当する支持面を備える金型にトーションビーム素材Ｗ１０を載置して、この金型に対して、第１壁部Ｓ１１０Ｃの外形に相当する押圧面（凸型の押圧面）を備える金型でトーションビーム素材Ｗ１０を押圧することで、断面Ｓ１２Ｃの形状を得ることができる。これらの金型の形状は、得られるトーションビーム１０の外形によって決定されてもよい。

成形工程（Ｓ２）において、トーションビーム素材Ｗ１０の第２曲部Ｓ１０３側から第１壁部Ｓ１１０Ｃの外形に相当する押圧面を備える金型を押し当てることでトーションビーム素材Ｗ１０をプレスする。これにより、図９に示すように、予変形部１５における閉断面を断面視した場合、トーションビーム素材Ｗ１０の一対の側部Ｓ１０１の少なくとも一部が互いに離間するようにプレス成形される。
図９は、成形工程（Ｓ２）における、閉断面の変形過程を示す断面図である。

図９に示すように、トーションビーム素材Ｗ１０の予変形部１５における断面Ｓ１１Ｃ（図８Ｂ）は、断面Ｓ１４Ｃ（図９）を経て、トーションビーム１０の形状変化部１２における断面Ｓ１２Ｃ（図５Ｃ）に成形される。
成形工程（Ｓ２）において、第２曲部Ｓ１０３をトーションビーム素材Ｗ１０の外方から内方に向かいプレスすることで、一対の側部Ｓ１０１の少なくとも一部を前記トーションビーム素材Ｗ１０の外方へ膨出させて第２壁部Ｓ１２０Ｃを形成する。

本実施形態に係るトーションビーム製造方法では、予変形工程（Ｓ１）を経たトーションビーム素材Ｗ１０の一対の側部Ｓ１０１の少なくとも一部が、成形工程（Ｓ２）において互いに離間するようにプレス成形されるため、形状変化部１２の応力分布を変化させることができる。

ここで、本実施形態に係るトーションビーム製造方法の効果について説明する。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、図５Ｃの断面Ｓ１２Ｃの半分を示す断面図である。図１０（ａ）は、従来のトーションビーム製造方法によって得られたトーションビームの残留応力分布を説明する図である。図１０（ｂ）は、本実施形態に係るトーションビーム製造方法によって得られたトーションビームの残留応力分布を説明する図である。
図１０において、向かい合う矢印は圧縮残留応力が生じていることを示し、互いに逆方向を向く矢印は引張残留応力が生じていることを示す。

図１０（ａ）の断面図に示すように、従来のトーションビーム製造方法によって得られたトーションビームでは、第１壁部Ｓ１１０Ｃと折返し壁部Ｓ１３０Ｃとの接点ａ２近傍の内方側（図１０（ａ）のＸで示す部位）において、引張残留応力が生じている。
これに対して図１０（ｂ）の断面図に示すように、本実施形態に係るトーションビーム製造方法によって得られたトーションビームでは、第１壁部Ｓ１１０Ｃと折返し壁部Ｓ１３０Ｃとの接点ａ２近傍の内方側（図１０（ｂ）のＸで示す部位）において、残留応力が緩和される。

より具体的には、本実施形態に係るトーションビーム製造方法によって得られたトーションビームでは、第１壁部Ｓ１１０Ｃと折返し壁部Ｓ１３０Ｃとの接点ａ２近傍の内方側において、残留応力の絶対値が低くなる。例えば、従来の方法で得られるトーションビームでは、４００ＭＰａ程度の残留応力が生じるが、本実施形態に係るトーションビーム製造方法によって得られるトーションビームでは、２００ＭＰａ程度まで残留応力が低減される。

よって、本実施形態に係るトーションビーム製造方法によって得られたトーションビームは、高い引張残留応力が発生して疲労特性の低減の原因になりやすい、第１壁部と折返し壁部との接点近傍の内方側の部位の残留応力を低減させることができる。

本実施形態に係るトーションビーム製造方法によれば、形状変化部１２の応力分布を変化させることができる。その結果、形状変化部における第１壁部と折返し壁部との接点近傍の内方側の引張残留応力を除去することができ、労特性に優れたトーションビームを効率的に製造することができる。
＜第１実施形態の変形例＞

上記の第１実施形態に係るトーションビーム製造方法では、予変形工程（Ｓ１）において、形状変化部１２となる領域（形状変化部相当部１２Ｓ）の長手方向の全長にわたり予変形部１５を形成するように構成してもよい。これにより、形状変化部１２以外の、中央部１１又は取付閉断面部１３に、余計な負荷をかけることなく、形状変化部１２の長手方向の全長にわたり残留応力低減の効果を得ることができる。

上記の第１実施形態に係るトーションビーム製造方法の予変形工程（Ｓ１）では、トーションビーム素材Ｗ１０の予変形部１５において、一方の側部Ｓ１０１の少なくとも一部が、他方の側部Ｓ１０１の少なくとも一部に対して角度を有するようにしてもよい。これにより、成形工程（Ｓ２）において、形状変化部１２に過剰な負荷を与えることなく、トーションビーム１０を製造することができる。

ここで、図１１Ａは、図８Ｂと同様の断面図であり、第１曲部Ｓ１０２の周方向中央部の凸側の頂点Ｓ１０２ｔと、側部Ｓ１０１と第２曲部Ｓ１０３との接続点ｄとを結ぶ一対の線分Ａと線分Ａ間の角度αを示す図である。また、図１１Ｂは、図５Ｃと同様の断面図であり、底部Ｓ１２１Ｃの周方向中央部は、略Ｖ字形状の凸側の頂点Ｓ１２１ｔとされている。図１１Ｂは、底部Ｓ１２１Ｃの周方向中央部の凸側の頂点Ｓ１２１ｔと、第２壁部Ｓ１２０Ｃの端縁と折返し壁部Ｓ１３０Ｃの端縁との接続点（第２壁部側折返し点ｂ２）とを結ぶ一対の線分Ｂと線分Ｂ間の角度βを示す図である。

上記の第１実施形態に係るトーションビーム製造方法では、トーションビーム素材Ｗ１０の予変形部１５における閉断面を断面視した場合及びトーションビーム１０の形状変化部１２における閉断面を断面視した場合において、側部Ｓ１０１の開き具合を示す角度αが第２壁部Ｓ１２０Ｃの開き具合を示す角度βよりも小さくなるように構成してもよい。これにより、第１壁部Ｓ１１０Ｃと折返し壁部Ｓ１３０Ｃとの境界部近傍の残留応力が低減されたトーションビームを精度よく製造することができる。

＜第２実施形態＞
次に、図１２〜図１８を参照して、第２実施形態に係るトーションビーム製造装置の概略構成について説明する。

図１２は、本実施形態に係るトーションビーム製造装置の第１金型２００及び第２金型２０２の一例を示す断面図である。第１金型２００の一対の支持部２０１は、素管１０Ｓの少なくとも形状変化部１２となる領域（形状変化部相当部１２Ｓ）を支持することができる。図１２は、支持部２０１に素管１０Ｓを載置した場合の、支持した素管１０Ｓの長手方向に沿って第１金型２００及び第２金型２０２を断面視した図である。

図１２に示すように、第１金型２００では、一方の支持部２０１の少なくとも一部が、他方の支持部２０１の少なくとも一部に対して角度を有している。第１金型２００は、一対の支持部２０１を接続する底部２０３を有している。
第２金型２０２は、図１２に示すように、素管１０Ｓの一部を支持して押圧することができるように配置される。第２金型２０２は、被加工材である素管１０Ｓに接する押圧部２０２ａを有する。

第１金型２００の一対の支持部２０１と第２金型２０２の押圧部２０２ａとは、第１駆動機構（不図示）により、相対的に接近及び離間することができるように構成される。

図１３は、本実施形態に係るトーションビーム製造装置の第１金型２００及び第２金型２０２による、素管１０Ｓからトーションビーム素材Ｗ１０への変形過程を示す断面図である。図１３の（ａ）〜（ｃ）は、素管１０Ｓの長手方向に沿って断面視した断面図である。

図１３（ａ）は、素管１０Ｓを第１金型２００の支持部２０１に載置した状態を示す。図１３（ｂ）は、第２金型２０２を第１金型２００に対して接近させ、第２金型２０２の押圧部２０２ａによって素管１０Ｓの一部を押圧した状態を示す。このとき、素管１０Ｓは、支持部２０１に沿って変形する。
図１３（ｃ）は、さらに第２金型２０２の押圧部２０２ａを移動させ、側部Ｓ１０１が形成されたトーションビーム素材Ｗ１０に至る状態を示す。図１３（ｃ）の状態におけるトーションビーム素材Ｗ１０の断面形状は、図８Ｂの断面Ｓ１１Ｃに相当する。

図１３（ａ）から（ｃ）の変形過程は、上記の第１実施形態の予変形工程（Ｓ１）と対応する。

図１４に、素管１０Ｓが第１金型２００に載置された状態を、素管１０Ｓの長手方向及び第２金型２０２の移動方向に対して垂直な方向から見た図を示す。図１４の例では、形状変化部１２となる領域（形状変化部相当部１２Ｓ）の少なくとも一部が第１金型２００によって支持されるように構成されている。
なお、形状変化部１２となる領域（形状変化部相当部１２Ｓ）の長手方向の全長にわたり、第１金型２００又は第２金型２０２で支持されるように構成してもよい。

図１２の例では、支持部２０１が緩くカーブを描いており、第１金型２００の底部２０３の断面形状が略円弧形状であるが、底部２０３の形状はこれに限らない。
図１５に、第１金型２００の断面形状の一例を示す。図１５（ａ）の例では、支持部２０１の断面形状が直線である。図１５（ｂ）の例では、支持部２０１の断面形状が直線でありかつ、支持部２０１同士が接続している。図１５（ｃ）の例では、支持部２０１の断面形状が直線でありかつ、底部２０３の断面形状が略コの字型である。あるいは、底部が無く、第１金型２００は、二つの支持部が離間した断面形状としてもよい。

図１６に第２金型２０２の断面形状の一例を示す。図１６（ａ）の例のように、第２金型２０２の押圧部２０２ａを断面凸形状としてもよい。これにより、トーションビーム素材Ｗ１０の第２曲部Ｓ１０３にくぼみが形成され、このくぼみを、後述する第４金型３０２の押圧部３０２ａで押圧することで、より安定してトーションビーム素材Ｗ１０をプレス成形することができる。
また、図１６（ｂ）の例のように、第２金型２０２の押圧部２０２ａの断面形状を素管１０Ｓの外周形状に合った形状としてもよい。これにより、安定して素管１０Ｓを保持してトーションビーム素材Ｗ１０へ変形させることができる。

図１７は、本実施形態に係るトーションビーム製造装置の第３金型３００及び第４金型３０２の一例を示す断面図である。図１７に示すように、第３金型３００の一対の支持面３０１によって、トーションビーム素材Ｗ１０の少なくとも予変形部１５を支持することができる。図１７は、支持面３０１にトーションビーム素材Ｗ１０を載置した場合の、支持したトーションビーム素材Ｗ１０の長手方向に沿って第３金型３００及び第４金型３０２を断面視した図である。

第３金型３００では、支持面３０１及び支持面３０１の底部３０３によって凹型支持部が構成される。第４金型３０２は、図１７に示すように、トーションビーム素材Ｗ１０の少なくとも一部を支持して押圧することができるように配置される。第４金型３０２は、トーションビーム素材Ｗ１０の第２曲部Ｓ１０３に接する押圧部３０２ａ（凸型押圧部）を有する。

第３金型３００の凹型支持部と第４金型３０２の凸型押圧部とは、第２駆動機構（不図示）により、対向した状態で相対的に接近及び離間することができるように構成される。

図１８は、本実施形態に係るトーションビーム製造装置の第３金型３００及び第４金型３０２による、トーションビーム素材Ｗ１０からトーションビーム１０への変形過程を示す断面図である。図１８の（ａ）〜（ｃ）は、トーションビーム素材Ｗ１０の長手方向に沿って断面視した断面図である。

図１８（ａ）は、トーションビーム素材Ｗ１０を第３金型３００の凹型支持部（底部３０３）に載置した状態を示す。図１８（ｂ）は、第４金型３０２を第３金型３００に対して接近させ、第４金型３０２の押圧部３０２ａによってトーションビーム素材Ｗ１０の一部を押圧した状態を示す。このとき、トーションビーム素材Ｗ１０は、第２曲部Ｓ１０３がトーションビーム素材Ｗ１０の内方側へ変形するとともに側部Ｓ１０１が外方側（第３金型３００の支持面３０１側）に向かい変形する。
図１８（ｃ）は、さらに第４金型３０２の押圧部３０２ａを移動させ、トーションビーム１０に至る状態を示す。図１８（ｃ）の状態におけるトーションビーム１０の断面形状は、図５Ｃの断面Ｓ１２Ｃに相当する。

図１８（ａ）から（ｃ）の変形過程は、上記の第１実施形態の成形工程（Ｓ２）と対応する。図１８（ａ）から（ｃ）に示すように、第３金型３００の凹型支持部と前記第４金型３０２の凸型押圧部とが接近することで、トーションビーム素材Ｗ１０の一対の側部Ｓ１０１の少なくとも一部が互いに離間して、第２壁部Ｓ１２０Ｃの少なくとも一部を形成する。

図１９は、第１金型２００の断面図の一例と第３金型３００の断面図の一例とを重ね合わせて比較した図である。図１９に示すように、第１金型２００の底部２０３の頂点と第３金型３００の底部３０３の頂点とを一致させて比較した場合、第１金型２００の支持部２０１は、第３金型３００の支持面３０１の内側に位置するように構成されてもよい。

図２０に、本実施形態に係るトーションビーム製造装置における第１金型２００及び第３金型３００金型の変形例を示す。図２０（ａ）は、第１金型２００の断面図を示し、図２０（ｂ）は第３金型３００の断面図を示す。図２０の例では、第１金型２００の底部２０３の開き角度（θ’）と第３金型３００の底部３０３の開き角度（θ）、並びに第１金型２００の底部２０３の曲率半径（ｒ’）と第３金型３００の底部３０３の曲率半径（ｒ）はそれぞれ異なるが、θ’×ｒ’とθ×ｒは同一である。即ち、第１金型２００の底部２０３と第３金型３００の底部３０３の弧長が等しい。
これにより、成形工程Ｓ２における側部Ｓ１０１の変形を軽減できるという効果が得られる。

図２１に、本実施形態に係るトーションビーム製造装置における第１金型２００及び第３金型３００金型の他の変形例を示す。図２１（ａ）は、第１金型２００の断面図を示し、図２１（ｂ）は第３金型３００の断面図を示す。図２１の例では、第１金型２００の底部２０３の曲率半径（ｒ’）と第３金型３００の底部３０３の曲率半径（ｒ）は同一であるが、第１金型２００の底部２０３の開き角度（θ’）と第３金型３００の底部３０３の開き角度（θ）が異なる。
これにより、成形工程Ｓ２における第１曲部Ｓ１０２の変形を軽減できるという効果が得られる。なお、図２０及び２１の例では、支持部２０１及び支持面３０１が直線状であるが、支持部２０１又は支持面３０１が曲線形状でもよい。

本実施形態に係るトーションビーム製造装置を用いてトーションビームを製造することで、疲労特性が優れたトーションビームを効率的に製造することができる。プレス金型を工夫するだけでよいので種々のトーションビームの製造に好適に用いることができる。

＜第３実施形態＞
次に、図２２及び図２３を参照して、本発明に係るトーションビーム製造装置の実施形態の一例を説明する。本実施形態においては、素管１０Ｓからトーションビーム１０に至るまでの被加工材の変形過程は、上記の第２実施形態と同様であるが、トーションビーム製造装置の第１金型４００が、一対の分割金型から構成される点が異なる。

図２２は、本実施形態に係るトーションビーム製造装置の第１金型４００及び第２金型４０２の一例を示す断面図である。２つに分割された第１金型４００の一対の支持部４０１によって、素管１０Ｓの少なくとも形状変化部１２となる領域（形状変化部相当部１２Ｓ）を支持又は挟持することができる。図２２は、支持部４０１に素管１０Ｓを載置した場合の、支持した素管１０Ｓの長手方向に沿って第１金型４００及び第２金型４０２を断面視した図である。

図２２に示すように、第１金型４００では、一方の支持部４０１の少なくとも一部が、他方の支持部４０１の少なくとも一部に対して角度を有している。図２２の例では、支持部４０１は断面直線形状であるが、支持部４０１の断面形状がカーブを描いていてもよい。また、支持部４０１が断面直線形状の場合、支持部４０１の断面が平行であってもよい。
第２金型４０２は、図２２に示すように、素管１０Ｓの一部を支持することができるように配置される。第２金型４０２は、被加工材である素管１０Ｓに接する押圧面４０２ａを有する。

第１金型４００の一対の支持部４０１同士は、第２駆動機構（不図示）により、相対的に接近及び離間することができるように構成される。

図２３は、本実施形態に係るトーションビーム製造装置の第１金型４００及び第２金型４０２による、素管１０Ｓからトーションビーム素材Ｗ１０への変形過程を示す断面図である。図２３の（ａ）〜（ｃ）は、素管１０Ｓの長手方向に沿って断面視した断面図である。

図２３（ａ）は、素管１０Ｓを第２金型４０２の押圧面４０２ａ上に載置した状態を示す。図２３（ｂ）は、第１金型４００の支持部４０１同士を互いに接近させ、第１金型４００の一対の支持部４０１及び第２金型４０２の押圧面４０２ａによって素管１０Ｓの一部を押圧した状態を示す。
図２３（ｃ）は、さらに第１金型４００の支持部４０１同士を移動させ、側部Ｓ１０１が形成されたトーションビーム素材Ｗ１０に至る状態を示す。図２３（ｃ）の状態におけるトーションビーム素材Ｗ１０の断面形状は、図８Ｂの断面Ｓ１１Ｃに相当する。

図２３（ａ）から（ｃ）の変形過程は、上記の第１実施形態の予変形工程（Ｓ１）と対応する。

本実施形態に係るトーションビーム製造装置では、上記で説明した第１金型４００及び第２金型４０２の形態のみが、第２実施形態と異なるため、他の構成については説明を省略する。第２実施形態に係るトーションビーム製造装置の一部の構成を、第３実施形態に係るトーションビーム製造装置に適用してもよいことは自明である。

本実施形態に係るトーションビーム製造装置を用いてトーションビームを製造することで、疲労特性が優れたトーションビームを効率的に製造することができる。プレス金型を工夫するだけでよいので種々のトーションビームの製造に好適に用いることができる。
＜実施形態の変形例＞

以上で説明した、第１実施形態に係るトーションビーム製造方法、又は第３実施形態に係るトーションビーム製造装置においては、トーションビーム１０へ加工するための素管１０Ｓが、引張強度が６９０ＭＰａの鋼管であってもよく、より好ましくは、引張強度が７８０ＭＰＡ以上の鋼管である。このような引張強度の鋼管を素管１０Ｓとして用いることで、疲労特性が優れたトーションビーム１０を効率的に製造することができる。

素管１０Ｓの肉厚は、１．５ｍｍ〜５．０ｍｍが好ましく、さらに好ましくは２ｍｍ〜３．５ｍｍである。
また、素管１０Ｓの直径（外径）は、５０ｍｍ〜１８０ｍｍが好ましく、さらに好ましくは８０ｍｍ〜１４０ｍｍである。

なお、上記の実施形態の説明の一部では、主に図５Ｃに示す形状変化部１２の断面Ｓ１２Ｃについて説明したが、同じく形状変化部１２の閉断面を示す図５Ｂの断面Ｓ１２Ｂについても同様の構成を採用することができ、その結果として同様の効果が得られることは自明である。

本発明に係るトーションビーム製造方法及びトーションビーム製造装置によれば、疲労特性が優れたトーションビームを効率的に製造することができるので、産業上の利用可能性は大である。

１０トーションビーム
１０Ｓ素管
１１中央部
１２形状変化部
１５予変形部
２００，４００第１金型
２０２，４０２第２金型
３００第３金型
３０２第４金型
Ｗ１０トーションビーム素材

Claims

長手方向に直交する断面が、前記長手方向の任意位置において略Ｖ字形状または略Ｕ字形状の閉断面である中央部と、前記中央部に連なってかつ前記中央部から離れるに従い前記閉断面の形状が変化する形状変化部と、を備えるトーションビームを素管から製造する方法であって、
前記素管をプレスして、少なくとも前記形状変化部となる領域の一部を変形させて、一対の側部を有する予変形部が形成されたトーションビーム素材を得る予変形工程と、
前記トーションビーム素材をプレスして、前記トーションビームを得る成形工程と、
を備え、
前記成形工程において、前記予変形部における前記閉断面を断面視した場合、前記トーションビーム素材の前記一対の側部の少なくとも一部が互いに離間するようにプレス成形を行う
ことを特徴とするトーションビーム製造方法。
前記予変形工程において、前記領域の前記長手方向の全長にわたり前記予変形部を形成する
ことを特徴とする請求項１に記載のトーションビーム製造方法。
前記トーションビーム素材の前記閉断面を断面視した場合、前記予変形部が、前記側部の一方の端部に連なりかつ前記側部間を接続する第１曲部と、前記側部の他方の端部に連なりかつ前記側部間を接続する第２曲部と、を有し、
前記トーションビームの前記閉断面を断面視した場合、前記形状変化部が、一対の折返し壁部と、前記折返し壁部の一方の端部に連なりかつ前記折返し壁部間を接続する第１壁部と、前記折返し壁部の他方の端部に連なる一対の第２壁部と、前記第２壁部間を接続する底部と、を有し、
前記成形工程において、前記第２曲部を前記トーションビーム素材の外方から内方に向かいプレスすることで、前記一対の側部の少なくとも一部を前記トーションビーム素材の外方へ膨出させて前記第２壁部を形成する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のトーションビーム製造方法。
前記トーションビーム素材の前記予変形部における前記閉断面を断面視した場合の、前記第１曲部の頂点と、前記側部と前記第２曲部との接続点と、を結ぶ一対の線分の間の角度が、
前記トーションビームの前記形状変化部における前記閉断面を断面視した場合の、前記底部の頂点と、前記第２壁部と前記折返し壁部との接続点と、を結ぶ一対の線分の間の角度よりも小さい
ことを特徴とする請求項３に記載のトーションビーム製造方法。
長手方向に直交する断面が、前記長手方向の任意位置において略Ｖ字形状または略Ｕ字形状の閉断面である中央部と、前記中央部に連なってかつ前記中央部から離れるに従い前記閉断面の形状が変化する形状変化部と、を備えるトーションビームを素管から製造する装置であって、
前記素管の少なくとも前記形状変化部となる領域を支持し、支持した前記素管の長手方向に沿って断面視した場合、一方の支持部の少なくとも一部が、他方の支持部の少なくとも一部に対して角度を有する一対の支持部を備える、第１金型と；
前記素管の少なくとも一部を支持する第２金型と；
前記第１金型の前記一対の支持部と前記第２金型とを相対的に移動させる第１駆動機構と；
前記第１金型及び前記第２金型によって一対の側部を有する予変形部が形成されたトーションビーム素材を、外方から支持する凹型支持部を備える、第３金型と；
前記凹型支持部に対向する凸型押圧部を備える第４金型と；
前記第３金型と前記第４金型とを相対的に移動させる第２駆動機構と；
を備え、
前記第３金型の凹型支持部と前記第４金型の凸型押圧部とが接近することで、前記トーションビーム素材の前記一対の側部の少なくとも一部が互いに離間する
ことを特徴とするトーションビーム製造装置。
長手方向に直交する断面が、前記長手方向の任意位置において略Ｖ字形状または略Ｕ字形状の閉断面である中央部と、前記中央部に連なってかつ前記中央部から離れるに従い前記閉断面の形状が変化する形状変化部と、を備えるトーションビームを素管から製造する装置であって、
一対の分割金型からなり、前記一対の分割金型で前記素管を挟持することにより、前記素管の少なくとも前記形状変化部となる領域を支持する、第１金型と；
前記素管の少なくとも一部を支持する第２金型と；
前記第１金型の前記一対の分割金型同士を相対的に移動させる第１駆動機構と；
前記第１金型及び前記第２金型によって一対の側部を有する予変形部が形成されたトーションビーム素材を、外方から支持する凹型支持部を備える、第３金型と；
前記凹型支持部に対向する凸型押圧部を備える第４金型と；
前記第３金型と前記第４金型とを相対的に移動させる第２駆動機構と；
を備え、
前記第３金型の凹型支持部と前記第４金型の凸型押圧部とが接近することで、前記トーションビーム素材の前記一対の側部の少なくとも一部が互いに離間する
ことを特徴とするトーションビーム製造装置。
前記トーションビームの前記閉断面を断面視した場合、前記形状変化部が、一対の折返し壁部と、前記折返し壁部の一方の端部に連なりかつ前記折返し壁部間を接続する第１壁部と、前記折返し壁部の他方の端部に連なる一対の第２壁部と、前記第２壁部間を接続する底部と、を有し、
支持した前記トーションビーム素材の長手方向に沿って断面視した場合、
前記第３金型の前記凹型支持部が、前記第２壁部及び前記底部の少なくとも一部に対応する形状を有し、
前記第４金型の前記凸型押圧部が、前記第１壁部の少なくとも一部に対応する形状を有する
ことを特徴とする請求項５又は６に記載のトーションビーム製造装置。