JP2020128114A - トーションビームの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】板材をプレス加工してから板材の端部同士を突き合わせて溶接することによって筒状のトーションビームを得る場合に、溶接部の溶接品質を高めるとともに安定させる。【解決手段】板材をプレス加工によって管状に成形する際に、板材の一端部及び他端部をコイニング加工し、コイニング加工の後、板材の一端部及び他端部を突き合わせて溶接する。【選択図】図１１

Description

本発明は、車両のトーションビーム型サスペンション装置に使用されるトーションビームの製造方法に関する。

例えば、車両に設けられているトーションビーム型サスペンション装置は、車幅方向に延びる金属製のトーションビームと、トーションビームの両端部に固定される２本のアームとを備えており、アームが揺動可能に車体に連結されるとともに、このアームには車輪が支持されるようになっている。

近年では、燃費向上等の観点から車両の更なる軽量化が求められている。トーションビーム型サスペンション装置においては、パイプを所定の形状に成形することでトーションビームの軽量化を図ることができるが、素材となるパイプはかさばるため、パイプをトーションビームの製造工場まで輸送する際のコスト、即ち輸送コストが高くなる。

そこで、例えば特許文献１、２に開示されているように、素材を板材とし、この板材を造管工程でパイプ状に成形し、その後、所定の形状のトーションビームに成形する工程をトーションビームの製造工場で連続的に行うことが考えられている。素材を板材にすれば、積み重ねて輸送できるので輸送効率が高くなり、また、トーションビームの製造工場でコイル材から板材を切り出してもよく、いずれの方法であってもパイプを輸送するのに比べて輸送コストを低減することができる。

特許文献１、２では、平らな材料を使用し、複数段階のプレス成形工程を経て、製品形状を得る方法が開示されている。どちらの方法も、プレス加工により成形した後、材料の端部同士を突き合わせ、溶接する方法である。

特許第５２３５９２４号公報 特開平７−１８６６５４号公報

ところで、特許文献１、２のように、板材をプレス加工した後、端部同士を溶接する場合、その溶接品質は製品の疲労強度を左右する大きな要因となる。例えば、プレス機で切り出したままの状態の材料の端部同士を突き合わせた場合、スプリングバックにより材料が反り、突き合わせ部に隙間ができてしまうことがある。溶接時に隙間があると溶接部の所定の肉厚を得ることができず、溶接部における必要な断面積を確保できなくなり、製品の疲労強度の低下を招き、溶接品質が安定しなくなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、板材をプレス加工してから板材の端部同士を突き合わせて溶接することによって筒状のトーションビームを得る場合に、溶接部の溶接品質を高めるとともに安定させることにある。

上記目的を達成するために、第１の発明は、車両のトーションビーム型サスペンション装置に使用されるトーションビームの製造方法において、板材をプレス加工によって管状に成形する際に、前記板材の一端部及び他端部をコイニング加工し、前記コイニング加工の後、前記板材の一端部及び他端部を突き合わせて溶接することを特徴とする。

この構成によれば、板材の一端部及び他端部が溶接前に強く圧縮されているので、スプリングバックによる板材の反りが抑制されるとともに、一端部及び他端部の突き合わせ部分の形状が一致する。その後、板材の一端部及び他端部を突き合わせて溶接することで、一端部及び他端部の間に隙間ができにくくなる。これにより、溶接部の所定の肉厚が得られるので、溶接部における必要な断面積が確保される。

第２の発明は、前記プレス加工は、前記板材の幅方向中央部を長手方向に沿って膨出させて膨出部を形成する膨出部形成工程と、前記膨出部を挟むように位置する前記板材の一方側板部及び他方側板部を前記膨出部の膨出方向へ湾曲させる湾曲工程と、前記湾曲させた前記一方側板部の前記一端部と前記他方側板部の前記他端部とを接近させる端部曲げ工程とを含み、前記コイニング加工は、前記端部曲げ工程後に行うことを特徴とする。

この構成によれば、板材に膨出部を形成した後、膨出部を挟むように位置する板材の一方側板部及び他方側板部を膨出部の膨出方向へ湾曲させ、その後、一方側板部の一端部と他方側板部の他端部とを接近させることができる。一方側板部の一端部と他方側板部の他端部とを接近させた後に、一端部及び他端部がコイニング加工されるので、一端部及び他端部の形状が最終製品の形状に近づいた段階で、コイニング加工を行うことが可能になり、一端部及び他端部の形状精度が高まる。

第３の発明は、前記コイニング加工は、前記一端部及び前記他端部の間に突出して長手方向に延びるように上側金型に設けられた突条部に、前記一端部及び前記他端部を突き当てて行うことを特徴とする。

この構成によれば、上側金型の突条部が板材の一端部及び他端部の間に配置されることになり、この突条部に一端部及び他端部を突き当ててコイニング加工を行うことで一端部及び他端部の形状を揃えることが可能になる。

第４の発明は、前記コイニング加工では、１つの前記突条部に対して前記一端部及び前記他端部を突き当てることを特徴とする。

この構成によれば、上側金型の構造をシンプルにしながら、一端部及び他端部の形状を揃えることが可能になる。

第５の発明は、前記コイニング加工では、前記一方側板部を前記他方側板部に接近する方向に押圧する一方側金型と、前記他方側板部を前記一方側板部に接近する方向に押圧する他方側金型とで、前記一端部及び前記他端部を前記突条部に突き当てることを特徴とする。

この構成によれば、一方側金型と他方側金型とで一端部及び他端部を突条部に確実に突き当ててコイニング加工を行うことが可能になる。

第６の発明は、前記コイニング加工では、前記上側金型における前記突条部を挟むように位置する一側成形面及び他側成形面に、それぞれ前記一方側板部及び前記他方側板部を接触させることを特徴とする。

この構成によれば、上側金型の一側成形面及び他側成形面に一方側板部及び他方側板部を接触させることで、コイニング加工時に、板材の一端部及び他端部を狙い通りに成形することが可能になる。

第１の発明によれば、板材をプレス加工によって管状に成形する際に、板材の一端部及び他端部をコイニング加工し、その後、板材の一端部及び他端部を突き合わせて溶接するようにしたので、溶接部の溶接品質を高めることができるとともに安定させることができる。

第２の発明によれば、板材に形成した膨出部を挟むように位置する一方側板部及び他方側板部を湾曲させた後、一方側板部の一端部と他方側板部の他端部とを接近させてから、コイニング加工を行うことができるので、一端部及び他端部の形状精度を高めることができ、溶接品質をより一層高めることができる。

第３の発明によれば、板材の一端部及び他端部の間に配置された上側金型の突条部によってコイニング加工を行うことができるので、一端部及び他端部の形状を揃えることができ、溶接品質をより一層高めることができる。

第４の発明によれば、上側金型の１つの突条部に対して板材の一端部及び他端部を突き当てるようにしたので、金型の構造をシンプルにしながら、一端部及び他端部の形状を揃えることができる。

第５の発明によれば、一方側金型及び他方側金型を互いに接近する方向に移動させることで、板材の一端部及び他端部を突条部に確実に突き当ててコイニング加工を行うことができる。

第６の発明によれば、上側金型における一側成形面及び他側成形面にそれぞれ板材の一方側板部及び他方側板部を接触させることで、板材の一端部及び他端部を狙い通りに成形することができる。

本発明の実施形態に係る製造方法によって成形されたトーションビームを備えたトーションビーム型サスペンション装置の一部を示す斜視図である。 トーションビームを下方から見た図である。 図２のIII−III線断面図である。 膨出部を形成する膨出部形成工程の要領を説明する断面図であり、図４Ａは型開き状態を示し、図４Ｂは成形完了状態を示す。 膨出部形成工程後の板材の斜視図である。 トリム工程後の板材を下方から見た図である。 湾曲工程の要領を説明する断面図であり、図７Ａは型開き状態を示し、図７Ｂは成形完了状態を示す。 湾曲工程後の板材の斜視図である。 端曲げ工程の要領を説明する断面図であり、図９Ａは型開き状態を示し、図９Ｂは成形完了状態を示す。 端曲げ工程後の板材の斜視図である。 コイニング工程の要領を説明する断面図であり、図１１Ａは型開き状態を示し、図１１Ｂは成形完了状態を示す。 コイニング工程後の板材の斜視図である。 最終成形工程の要領を説明する断面図であり、図１３Ａは型開き状態を示し、図１３Ｂは成形完了状態を示す。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。尚、この実施形態では、車両前側を単に「前」といい、車両後側を単に「後」というものとする。また、車幅方向を左右方向ともいい、「左」とは車両の左側であり、「右」とは車両の右側である。

図１は、本発明の実施形態に係るトーションビーム１を有するトーションビーム型サスペンション装置２０の一部を示すものである。このトーションビーム型サスペンション装置２０は、車両としての自動車の後輪懸架装置に用いられるものであり、車幅方向に延びるトーションビーム１と、該トーションビーム１の車幅方向の両端部にそれぞれ固定され、車両前後方向に延びる左アーム２及び右アーム２とを備えている。各アーム２の車両前端部にはブッシュ３が設けられており、このブッシュ３を介して各アーム２が車体に対し上下方向に揺動可能に取り付けられるようになっている。一方、各アーム２の車両後端部には、車輪を支持する車輪支持部材４が取り付けられている。また、アーム２には、スプリング（図示せず）を受けるスプリングサポート５がそれぞれ設けられている。トーションビーム型サスペンション装置２０の構造は、上述した構造に限られるものではなく、少なくともトーションビーム１と左右のアーム２、２とを備え、左右のアーム２、２の揺動によってトーションビーム１が捩り力を受ける構造のものであればよい。

上記トーションビーム１は、閉断面構造の中空トーションビームであり、上述したように捩り力を受ける部材である。この実施形態では、トーションビーム１が管状、即ち中空部材で構成されている場合について説明する。トーションビーム１の素材は、例えば一般構造用炭素鋼の板材（金属製板材）とすることができるが、これに限られるものではなく、従来から中空トーションビームの素材として知られている板材を曲げ加工して中空部材とし、これをトーションビーム１として使用することができる。トーションビーム１の製造方法の詳細については後述する。

トーションビーム１の車幅方向の両端部（左右両端部）１ａ、１ａは、略全体が開放されている。これにより、トーションビーム１は、長手方向の両端部が開放された筒状部材または管状と呼ぶこともできる。トーションビーム１の両端部１ａ、１ａが、それぞれ左アーム２及び右アーム２の前後方向中間部の車幅方向内側壁部に対して溶接されている。

図２に示すように、トーションビーム１の車幅方向中間部の所定領域は、略同一断面形状であり、この車幅方向中間部の所定領域は、同一断面部１１とされている。一方、トーションビーム１の同一断面部１１よりも左側は、トーションビーム１の左端部に向かって断面が徐々に拡大する徐辺部１２とされ、また、トーションビーム１の同一断面部１１よりも右側は、トーションビーム１の右端部に向かって断面が徐々に拡大する徐辺部１２とされている。左側の徐辺部１２は、同一断面部１１の左端部に連続しており、また、右側の徐辺部１２は、同一断面部１１の右端部に連続している。徐辺部１２の断面の拡大方向は、上下方向及び車両前後方向である。従って、トーションビーム１の同一断面部１１の断面形状が、トーションビーム１の左端部及び右端部に比べて小さくなる。

図３に示すように、トーションビーム１の下壁部は、上方へ膨出し、かつ下方に開放する膨出部１０を有するように形成されている。膨出部１０は、トーションビーム１の少なくとも同一断面部１１に、車幅方向に連続して形成されており、凹条部と呼ぶこともできる。膨出部１０の左側は左側の徐辺部１２に達しており、また、膨出部１０の右側は右側の徐辺部１２に達している。各徐辺部１２では、同一断面部１１に比べて膨出部１０の深さが徐々に浅くなり、両端部１ａ及びその近傍の下壁部には膨出部１０が形成されていない。膨出部１０の深さは、膨出部１０の上下方向の寸法に相当する。下に開放する略Ｕ字状または略Ｖ字状に近似した断面形状とすることで、トーションビーム１の捩り剛性を最適化することが可能になる。

膨出部１０の幅は膨出部１０の前後方向の寸法に相当する。この膨出部１０の幅は、膨出部１０の開放部（膨出部１０の下端部）に近づけば近づくほど広くなっている。よって、トーションビーム１の下壁部は、膨出部１０が形成された部分が下に開放する略Ｕ字状または略Ｖ字状に近似した断面形状を有することになる。

また、トーションビーム１の上壁部の前側部分は、前方へ向かって下降傾斜ないし前側へ行くほど下に位置するように湾曲しており、トーションビーム１の下壁部における膨出部１０が形成された部分に沿うように延びている。前側部分の内面と、トーションビーム１の下壁部における膨出部１０が形成された部分の内面との間には隙間が形成されている。また、トーションビーム１の上壁部の後側部分は、後方へ向かって下降傾斜ないし後側へ行くほど下に位置するように湾曲しており、トーションビーム１の下壁部における膨出部１０が形成された部分に沿うように延びている。後側部分の内面と、トーションビーム１の下壁部における膨出部１０が形成された部分の内面との間には隙間が形成されている。

トーションビーム１の上壁部の前側部分と後側部分とは、膨出部１０の断面形状に対応するように、下端部に近づけば近づくほど前後方向の離間距離が長くなるように傾斜ないし湾曲している。このようにトーションビーム１の上壁部を形成することにより、トーションビーム１の膨出部１０が形成された部分の断面形状は、上壁部及び下壁部を合わせた全体として、下に開放する略Ｕ字状または略Ｖ字状に近似した断面形状を有することになる。

トーションビーム１の上壁部の前側部分と、膨出部１０の前側との間には、前側膨らみ部１ｄが形成されている。また、トーションビーム１の上壁部の後側部分と、膨出部１０の後側との間には、後側膨らみ部１ｅが形成されている。前側膨らみ部１ｄ及び後側膨らみ部１ｅは、共に下方へ膨らむ形状とされている。

また、トーションビーム１の上壁部の上端部において、トーションビーム１を構成する板材の一端部及び他端部が突き合わせ溶接されている。

（トーションビーム１の製造方法）
次に、トーションビーム型サスペンション装置２０に使用されるトーションビーム１の製造方法について説明する。トーションビーム１の製造方法は、大きく分けて、膨出部形成工程、トリム工程、湾曲工程、端部曲げ工程、コイニング工程、最終成形工程及び溶接工程を備えている。これら工程を行うことで、板材１００をプレス加工によって管状に成形する際に、板材１００の一端部１０１ａ及び他端部１０２ａ（図８に示す）をコイニング加工し、コイニング加工の後、板材１００の一端部１０１ａ及び他端部１０２ａを突き合わせて溶接することが可能になる。尚、トーションビーム１の製造方法は、これら工程以外の工程を備えていてもよい。

図４は、膨出部１０を形成する膨出部形成工程の要領を説明する断面図であり、図４Ａは型開き状態を示し、図４Ｂは成形完了状態を示している。膨出部形成工程では、膨出部形成用下側金型３０と、膨出部形成用上側金型３１とを使用する。膨出部形成用下側金型３０は固定型であり、膨出部形成用上側金型３１は可動型である。膨出部形成用上側金型３１は、図示しない型駆動装置によって上下方向（膨出部形成用下側金型３０に接離する方向）に駆動され、図４Ａに示す型開き位置と、図４Ｂに示す型閉じ位置（成形完了位置）とに切り替えられる。

膨出部形成用下側金型３０の上面は成形面とされており、この成形面には、膨出部１０を成形するための凸状面３０ａが形成されている。膨出部形成用上側金型３１の下面は成形面とされており、この成形面には、膨出部１０を成形するための凹状面３１ａが形成されている。

図４Ａに示すように、膨出部形成用上側金型３１を上昇させて型開き位置とした後、トーションビーム１の素材となる板材１００を膨出部形成用下側金型３０と膨出部形成用上側金型３１との間に配置する。板材１００は、平板であり、予め所定寸法に切断されたものであってもよいし、トーションビームの製造工場でコイル材から切り出したものであってもよい。トーションビーム１の素材を板材とすることで、パイプを輸送するのに比べて輸送コストを低減することができる。板材１００は、僅かに湾曲していてもよいし、撓んでいてもよい。

図４Ｂに示すように、膨出部形成用上側金型３１を下降させると、膨出部形成用下側金型３０の凸状面３０ａと、膨出部形成用上側金型３１の凹状面３１ａによって板材１００が成形される。これにより、板材１００の幅方向（図４の左右方向）中央部を長手方向に沿って膨出させた膨出部１０が形成される。その後、板材１００を脱型する。図５は、脱型した板材１００を上方から見た図である。膨出部１０は、板材１００の幅方向中央部から長手方向に延びており、板材１００の長手方向両端部には達しないように形成され、更に板材１００の長手方向の端部に近づくほど膨出高さが低くなっている。

次いで、トリム工程を行う。トリム工程では、図６に仮想線で示す切断線に沿って板材１００の各部を切断する。トリム工程で使用する刃は従来から周知のものを使用することができる。図６は、板材１００の膨出部１０の膨出方向と反対側から見た図であり、切断後の形状を示している。このトリム工程では、最終製品を構成するのに必要な板材１００の幅方向の寸法が規定される。板材１００の幅方向の寸法は、トーションビーム１の周長に対応する寸法であり、この実施形態では、長手方向両側の周長が長手方向中央部の周長よりも長くなっている。また、板材１００の長手方向の両縁部には、切欠部１００ａ、１００ａがそれぞれ形成されている。これら切欠部１００ａ、１００ａは、後工程で板材１００を位置決めするための位置決め部になる部分である。

また、トリム工程を行った板材１００には、膨出部１０を挟むように位置する一方側板部１０１及び他方側板部１０２が形成されている。一方側板部１０１及び他方側板部１０２は、板材１００の長手方向に沿って延びている。また、一方側板部１０１及び他方側板部１０２の間に膨出部１０が位置しているので、一方側板部１０１と他方側板部１０２とは板材１００の幅方向に互いに離間して形成されることになる。

トリム工程の後、湾曲工程を行う。図７は、膨出部１０を挟むように位置する板材１００の一方側板部１０１及び他方側板部１０２を膨出部１０の膨出方向へ湾曲させる湾曲工程の要領を説明する断面図であり、図７Ａは型開き状態を示し、図７Ｂは成形完了状態を示している。湾曲工程では、湾曲工程用下側金型３２と、湾曲工程用上側金型３３とを使用する。湾曲工程用下側金型３２は固定型であり、湾曲工程用上側金型３３は可動型である。湾曲工程用上側金型３３は、図示しない型駆動装置によって上下方向（湾曲工程用下側金型３２に接離する方向）に駆動され、図７Ａに示す型開き位置と、図７Ｂに示す型閉じ位置（成形完了位置）とに切り替えられる。

湾曲工程用下側金型３２の上面は成形面とされており、この成形面には、図６に示す板材１００の一方側板部１０１及び他方側板部１０２を膨出部１０の膨出方向へ湾曲させるための下側成形面３２ａが形成されている。下側成形面３２ａは、一方側板部１０１を膨出部１０の膨出方向へ湾曲させる部分と、他方側板部１０２を膨出部１０の膨出方向へ湾曲させる部分とを有しており、これら部分は上下方向に延びる面で構成されている。また、湾曲工程用上側金型３３の下面は成形面とされており、この成形面には、図６に示す板材１００の一方側板部１０１及び他方側板部１０２を膨出部１０の膨出方向へ湾曲させるための上側成形面３３ａが形成されている。上側成形面３３ａも、一方側板部１０１を膨出部１０の膨出方向へ湾曲させる部分と、他方側板部１０２を膨出部１０の膨出方向へ湾曲させる部分とを有しており、これら部分は上下方向に延びる面で構成されている。

まず、図７Ａに示すように、湾曲工程用上側金型３３を上昇させて型開き位置にする。そして、図６に示す形状の板材１００を湾曲工程用下側金型３２と湾曲工程用上側金型３３との間に配置する。

その後、図７Ｂに示すように、湾曲工程用上側金型３３を下降させると、湾曲工程用上側金型３３の上側成形面３３ａと、湾曲工程用下側金型３２の下側成形面３２ａによって板材１００の一方側板部１０１及び他方側板部１０２が膨出部１０の膨出方向へ湾曲し、上下方向に延びるようになる。その後、板材１００を脱型する。図８は、脱型した板材１００を膨出部１０の膨出方向から見た図であり、一方側板部１０１及び他方側板部１０２が互いに接近する方向に折り曲げられている。一方側板部１０１の端部が板材１００の一端部１０１ａであり、他方側板部１０２の端部が板材１００の他端部１０２ａである。尚、トリム工程と湾曲工程の順番は入れ替えてもよい。

湾曲工程の後、端部曲げ工程を行う。図９は、湾曲工程で湾曲させた板材１００の一方側板部１０１の一端部１０１ａ（図８に示す）と他方側板部１０２の他端部１０２ａ（図８に示す）とを接近させる端部曲げ工程の要領を説明する断面図であり、図９Ａは型開き状態を示し、図９Ｂは成形完了状態を示している。

端部曲げ工程では、下側金型３４と、第１側方金型３５と、第２側方金型３６と、パッド３７とを使用する。下側金型３４は固定型である。下側金型３４の上面には、板材１００の膨出部１０内に挿入される挿入部３４ａが上方へ膨出するように形成されている。第１側方金型３５と第２側方金型３６とは、下側金型３４の上面において挿入部３４ａを挟むように配置されている。第１側方金型３５と第２側方金型３６とは、図示しないが駆動装置やカム構造等によって水平方向に移動して、図９Ａに示す型開き位置と、図９Ｂに示す型閉じ位置（成形完了位置）とに切り替えられる。

第１側方金型３５の成形面３５ａは、一方側板部１０１の一端部１０１ａを他方側板部１０２の他端部１０２ａに接近する方向に湾曲させるための面である。また、第２側方金型３６の成形面３６ａは、他方側板部１０２の他端部１０２ａを一方側板部１０１の一端部１０１ａに接近する方向に湾曲させるための面である。

パッド３７は、板材１００の一方側板部１０１と他方側板部１０２との間に挿入される部材であり、一方側板部１０１を第１側方金型３５とは反対側から支持し、他方側板部１０２を第２側方金型３６とは反対側から支持するように構成されている。

まず、図９Ａに示すように、パッド３７を上昇させるとともに、第１側方金型３５と第２側方金型３６を互いに離れる方向に移動させて型開き位置にする。そして、図８に示す形状の板材１００を下側金型３４に載置するとともに、パッド３７を下降させて一方側板部１０１と他方側板部１０２との間に挿入する。パッド３７を挿入する際には、一方側板部１０１と他方側板部１０２が離れる方向に板材１００を弾性変形させればよい。

その後、図９Ｂに示すように、第１側方金型３５を移動させて成形面３５ａを板材１００の一方側板部１０１に押し当てる。また、第２側方金型３６を移動させて成形面３６ａを板材１００の他方側板部１０２に押し当てる。これにより、板材１００の一方側板部１０１の一端部１０１ａと他方側板部１０２の他端部１０２ａとが互いに接近する方向に湾曲する。その後、板材１００を脱型する。パッド３７を取り出す際には、一方側板部１０１と他方側板部１０２が離れる方向に板材１００を弾性変形させればよい。図１０は、脱型した板材１００を膨出部１０の膨出方向から見た図であり、一方側板部１０１の一端部１０１ａ及び他方側板部１０２の他端部１０２ａが互いに接近する方向に折り曲げられている。

端部曲げ工程の後、コイニング工程を行う。図１１は、板材１００の一端部１０１ａ及び他端部１０２ａをコイニング加工するコイニング工程の要領を説明する断面図であり、図１１Ａは型開き状態を示し、図１１Ｂはコイニング加工完了状態を示している。

コイニング工程では、下側金型４０と、第１側方金型４１と、第２側方金型４２と、上側金型４３とを使用する。下側金型４０は固定型である。下側金型４０には、板材１００の膨出部１０内に挿入される挿入部４０ａが上方へ膨出するように形成されている。第１側方金型４１と第２側方金型４２とは、下側金型４０の挿入部４０ａを挟むように配置されている。第１側方金型４１と第２側方金型４２とは、図示しないが駆動装置やカム構造等によって図１１Ａに示す位置から図１１Ｂに示す位置まで斜め方向に移動して、図１１Ａに示す型開き位置と、図１１Ｂに示す型閉じ位置（成形完了位置）とに切り替えられる。第１側方金型４１の側面４１ａは、一方側板部１０１に押し当てられる面（一側成形面）である。また、第２側方金型４２の側面４２ａは、他方側板部１０２に押し当てられる面（他側成形面）である。

また、上側金型４３は、図示しない駆動装置によって上下方向（下側金型４０に接離する方向）に駆動され、図１１Ａに示す型開き位置と、図１１Ｂに示す型閉じ位置（コイニング完了位置）とに切り替えられる。上側金型４３の下面には、板材１００の一端部１０１ａ及び他端部１０２ａの間に突出して当該板材１００の長手方向に延びるように突条部４３ａが設けられている。突条部４３ａは、１つだけ設けられており、突条部４３ａにおける一側面４３ｂに、板材１００の一端部１０１ａの端面が突き当てられ、突条部４３ａにおける他側面４３ｃに、板材１００の他端部１０２ａの端面が突き当てられるようになっている。第１側方金型４１の側面４１ａと第２側方金型４２の側面４２ａとは、突条部４３ａを挟むように位置する面である。

まず、図１１Ａに示すように、上側金型４３を上昇させるとともに、第１側方金型４１と第２側方金型４２を下側金型４０から離れる方向に移動させて型開き位置にする。そして、図１０に示す形状の板材１００を下側金型４０に載置した後、上側金型４３を下降させるとともに、第１側方金型４１と第２側方金型４２を下側金型４０に接近する方向に移動させる。すると、第１側方金型４１の側面４１ａが一方側板部１０１に押し当てられ、また、第２側方金型４２の側面４２ａが他方側板部１０２に押し当てられる。

図１１Ｂに示すように、上側金型４３が完全に下降すると、板材１００の一端部１０１ａ及び他端部１０２ａの間に突条部４３ａが位置することになる。この状態で、第１側方金型４１の側面４１ａを一方側板部１０１に押し当てて、一方側板部１０１を他方側板部１０２に接近する方向に押圧することで、板材１００の一端部１０１ａを突条部４３ａの一側面４３ｂに突き当てることができる。また、第２側方金型４２の側面４２ａを他方側板部１０２に押し当てて、他方側板部１０２を一方側板部１０１に接近する方向に押圧することで、板材１００の他端部１０２ａを突条部４３ａの他側面４３ｃに突き当てることができる。これにより、板材１００の一端部１０１ａ及び他端部１０２ａを、上側金型４３、第１側方金型４１及び第２側方金型４２によって強く圧縮してコイニング加工することができる。コイニング加工は、材料を強く圧縮する加工方法であるため、板材１００の一端部１０１ａ及び他端部１０２ａのスプリングバック現象を抑制することができる。また、コイニング加工を行うことにより、板材１００の一端部１０１ａ及び他端部１０２ａの形状を一致させることができ、突き合わせたときの隙間を無くす、あるいは極小化することができる。

コイニング工程の後、最終成形工程を行う。図１３は、板材１００の形状を最終形状にするための最終成形工程の要領を説明する断面図であり、図１３Ａは型開き状態を示し、図１３Ｂは成形完了状態を示している。

最終成形工程では、最終成形用下側金型４５と、最終成形用上側金型４６とを使用する。最終成形用下側金型４５は固定型であり、最終成形用上側金型４６は可動型である。最終成形用上側金型４６は、図示しない型駆動装置によって上下方向（最終成形用下側金型４５に接離する方向）に駆動され、図１３Ａに示す型開き位置と、図１３Ｂに示す型閉じ位置（成形完了位置）とに切り替えられる。

最終成形用下側金型４５の上面は成形面とされており、この成形面には、板材１００の膨出部１０を最終形状にするための下側成形面４５ａが形成されている。また、最終成形用上側金型４６の下面は成形面とされており、この成形面には、板材１００の一方側板部１０１及び他方側板部１０２を最終形状にするための上側成形面４６ａが形成されている。

まず、図１３Ａに示すように、最終成形用上側金型４６を上昇させて型開き位置にする。そして、図１２に示す形状の板材１００を最終成形用下側金型３２に載置する。

その後、図１３Ｂに示すように、最終成形用上側金型４６を下降させると、最終成形用上側金型４６の上側成形面４６ａと、最終成形用下側金型４５の下側成形面４５ａによって板材１００が最終形状となるように成形される。このとき、図示しないが、長手方向両側から板材１００を押して端面を成形する。その後、板材１００を脱型する。

最終成形工程の後、溶接工程を行う。溶接工程では、板材１００の一端部１０１ａと他端部１０２ａとを突き合わせた状態でアーク溶接する。板材１００の一端部１０１ａと他端部１０２ａとは予めコイニング加工されているので、スプリングバックによる板材１００の反りが抑制されるとともに、一端部１０１ａ及び他端部１０２ａの突き合わせ部分の形状が一致する。その後、板材１００の一端部１０１ａ及び他端部１０２ａを突き合わせて溶接することで、一端部１０１ａ及び他端部１０２ａの間に隙間ができにくくなる。これにより、溶接部の所定の肉厚が得られるので、溶接部における必要な断面積が確保される。

（実施形態の作用効果）
以上説明したように、この実施形態に係るトーションビームの製造方法によれば、板材１００をプレス加工によって管状に成形する際に、板材１００の一端部１０１ａ及び他端部１０２ａをコイニング加工し、その後、板材１００の一端部１０１ａ及び他端部１０２ａを突き合わせて溶接するようにしたので、溶接部の溶接品質を高めることができるとともに安定させることができる。

また、板材１００に形成した膨出部１０を挟むように一方側板部１０１及び他方側板部１０２を湾曲成形した後、一方側板部１０１の一端部１０１ａと他方側板部１０２の他端部１０２ａとを接近させてから、コイニング加工を行うことができるので、一端部１０１ａ及び他端部１０２ａの形状精度を高めることができ、溶接品質をより一層高めることができる。

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明に係るトーションビームの製造方法は、例えば車両のトーションビーム型サスペンション装置に使用されるトーションビームを製造する場合に利用することができる。

１ トーションビーム
２ アーム
１０ 膨出部
２０ トーションビーム型サスペンション装置
１００ 板材
１０１ 一方側板部
１０１ａ 一端部
１０２ 他方側板部
１０２ａ 他端部

Claims (6)

1. 車両のトーションビーム型サスペンション装置に使用されるトーションビームの製造方法において、
   板材をプレス加工によって管状に成形する際に、前記板材の一端部及び他端部をコイニング加工し、
   前記コイニング加工の後、前記板材の一端部及び他端部を突き合わせて溶接することを特徴とするトーションビームの製造方法。
2. 請求項１に記載のトーションビームの製造方法において、
   前記プレス加工は、前記板材の幅方向中央部を長手方向に沿って膨出させて膨出部を形成する膨出部形成工程と、前記膨出部を挟むように位置する前記板材の一方側板部及び他方側板部を前記膨出部の膨出方向へ湾曲させる湾曲工程と、前記湾曲させた前記一方側板部の前記一端部と前記他方側板部の前記他端部とを接近させる端部曲げ工程とを含み、
   前記コイニング加工は、前記端部曲げ工程後に行うことを特徴とするトーションビームの製造方法。
3. 請求項２に記載のトーションビームの製造方法において、
   前記コイニング加工は、前記一端部及び前記他端部の間に突出して長手方向に延びるように上側金型に設けられた突条部に、前記一端部及び前記他端部を突き当てて行うことを特徴とするトーションビームの製造方法。
4. 請求項３に記載のトーションビームの製造方法において、
   前記コイニング加工では、１つの前記突条部に対して前記一端部及び前記他端部を突き当てることを特徴とするトーションビームの製造方法。
5. 請求項３または４に記載のトーションビームの製造方法において、
   前記コイニング加工では、前記一方側板部を前記他方側板部に接近する方向に押圧する一方側金型と、前記他方側板部を前記一方側板部に接近する方向に押圧する他方側金型とで、前記一端部及び前記他端部を前記突条部に突き当てることを特徴とするトーションビームの製造方法。
6. 請求項５に記載のトーションビームの製造方法において、
   前記コイニング加工では、前記上側金型における前記突条部を挟むように位置する一側成形面及び他側成形面に、それぞれ前記一方側板部及び前記他方側板部を接触させることを特徴とするトーションビームの製造方法。