JP3851769B2 - サスペンションメンバーの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車用構造部材であるサスペンションメンバーの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用構造部材であるサスペンションメンバーとして、図１２に示すように、断面凹状の２枚の鋼板１０１，１０２を重ね合わせるとともにその張り出し部１０３，１０４をスポット溶接した中空管で形成するものがある。
【０００３】
しかし、この図１２に示す構造のものにおいては、溶接を行うための前記の張り出し部１０３，１０４を必要とするため、許された空間一ぱいにサスペンションメンバーを設置できない場合が生じる上に、前記スポット溶接以外の部分が弱点になる問題もある。
【０００４】
そこで、近年、前記の問題を解決するとともに軽量かつ高剛性を狙って、ハイドロフォーム（液圧バルジ）成形法により自動車用の構成部材を形成する方法が採用されている。このハイドロフォーム成形法は、例えば図１３（ａ）に示すように、鋼管２０１を一方の型２０２と他方の型２０３内に入れるとともに鋼管２０１内に液体２０４を充満させ、次で、図１３（ｂ）に示すように両型２０２，２０３を途中まで型締めするとともに液体２０４を加圧し、次で、図１３（ｃ）に示すように両型２０２，２０３を本締めして所定断面の部品を得る方法である。
【０００５】
特に、サスペンションメンバーのように、３次元的に曲がりつつその断面が除変していくような形状には、前記のようなハイドロフォーム成形法は最適である。
【０００６】
そのため、従来、サスペンションアームの製造において、図１４に示すように、アーム本体３０１の途中に部材取付用の膨出部３０２を形成する場合に、前記のようなハイドロフォーム成形法により膨出部３０２を膨出成形するものが、例えば特開平８−２５９２９号公報に開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、サスペンションメンバーにおいては、車体への取付方法の要求から、図１５に示すように、メンバー本体４０１と、これに接続した比較的長い複数のアーム部材４０２とからなる形状が一般的である。
【０００８】
このような比較的長いアーム部材４０２は、前記図１４に示すようなハイドロフォーム成形によって部分的に膨出する方法では成形できない。
【０００９】
そのため、図１５に示すようなサスペンションメンバーにおいては、メンバー本体４０１とアーム部材４０２を夫々別個にハイドロフォーム成形して、これらを接合することになり、成形型と設備が複数必要になって、型費、設備費、加工コストが嵩むとともに作業工程も多くなる問題がある。
【００１０】
そこで本発明は、前記の問題を解決するサスペンションメンバーの製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記の課題を解決するために、請求項１記載の第１の発明は、型内に収納した鋼管の内部に液圧を付与するとともにその鋼管の両端部に軸方向への押し荷重を付与して、鋼管を型空洞内面へ密着させるとともに鋼管の端部を増肉させた所定形状の中間素材を得る工程と、前記中間素材を前記の型から取り出して、
前記中間素材のメンバー本体部分とアーム部分間、及び、前記中間素材の増肉範囲で、分割切断してメンバー本体と、接合用端面が増肉されたアーム部材を得る工程と、
前記分割されたメンバー本体へ、前記分割されたアーム部材の接合用端面を接合する工程とを含むことを特徴とするサスペンションメンバーの製造方法である。
【００１２】
請求項２記載の第２の発明は、前記第１の発明において、前記中間素材に開口穴を形成する工程と、その中間素材を前記開口穴を通る位置で分割切断して、夫々の一端に取付穴が同時に形成された前記メンバー本体と前記アーム部材を得る工程とを含むことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１乃至図１１に示す実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
図１乃至図１０は第１実施例を示す。
【００１７】
図１は素材の鋼管を示すもので、該鋼管１は、軸方向に所定の長さを有し、その横断面形状は図１（ｂ）に示すような円形断面に形成されている。なお、該鋼管１の横断面形状は楕円形状或いはその他の形状であってもよい。
【００１８】
前記の鋼管１を用いてサスペンションメンバーを製造するには、先ず、前記の鋼管１を、次工程のハイドロフォーム（液圧成形加工）を行う際に使用される型の空洞内に嵌合するように軸方向に予め屈曲加工をしておく。例えば、図４に示すような側面形状にハイドロフォーム加工を行う場合には図２（ａ）に示すような側面形状に屈曲加工（プリベンド）する。この屈曲加工は、プレスやベンダー等、周知の適宜手段で行う。この屈曲形状は図の形状に限るものではなく、また、この屈曲加工が必要でない場合もある。
【００１９】
次に、前記の屈曲された鋼管１ａを、ハイドロフォーム加工用の型空洞内に収納する。このハイドロフォーム加工用の型としては例えば前記図１３に示すような型を使用する。また、その型は、例えば図３及び図４に示すような形状の中間素材１ｂを得る場合には、この中間素材１ｂの周囲を囲むような型空洞を有する型を使用する。
【００２０】
また、このハイドロフォーム加工用の型は、例えば図３及び図４に示すメンバー本体部分２ａとアーム部分３ａとスクラップ部分４ａとが一連に形成される一連の型で形成されており、また、前記の鋼管１、すなわち前記の屈曲された鋼管１ａの軸方向長は前記メンバー本体部分２ａとアーム部分３ａとスクラップ部分４ａが一連に形成される長さを有する。
【００２１】
次に、前記のように型空洞内に収納した鋼管１ａを周知のハイドロフォーム加工により所定の形状、例えば図３及び図４に示す形状に形成する。すなわち、型空洞内に収納した鋼管１ａの内部に液体を充満させるとともにこの液体を加圧し、鋼管１ａを膨出させて型空洞内面に密着させ、所定形状、例えば図３及び図４に示す形状の中間素材１ｂを得る。
【００２２】
次に、前記の中間素材１ｂを前記の型から取り出す。
【００２３】
次に、この取り出した中間素材１ｂに追加加工を適宜施す。例えば、図３に示すように、メンバー本体部分２ａとアーム部分３ａとに分断する部分５に表裏方向に丸穴などの開口穴６を形成したり、その他、形成されるサスペンションメンバーの形状等によって、細かな追加加工を施す。
【００２４】
次に、前記の中間素材１ｂの一端部において、すなわち前記メンバー本体部分２ａとアーム部分３ａとに分断する部分５において、図３及び図４に示す線Ｘの位置で切断する。この切断は、前記の開口穴６が形成されている場合には、この開口穴６の中央部を通る位置で切断する。また、前記アーム部分３ａにおける前記の切断側と反対側において図３及び図４に示す線Ｙの位置で中間素材１ｂを切断する。この２箇所の切断により、図５に示すように１本の中間素材１ｂからメンバー本体２とアーム部材３が分割して得られ、スクラップ部分４ａはスクラップ４として除かれる。
【００２５】
また、前記の線Ｘで切断することにより、メンバー本体２の一端とアーム部材３の一端に夫々取付穴７，８が形成され、更に、前記の線Ｙで切断することによりアーム部材３の接合用端面９が形成される。開口穴６を丸穴とした場合には、取付穴７，８が半円形になり、これに円筒状のブッシュ台座等を取り付ける場合に適する。
【００２６】
なお、前記線Ｙで切断される部分における中間素材１ｂの断面形状は、該部分で切断されて形成された接合用端面９を、中間素材１ｂにおけるアーム部材取付部１０に接合できる形状に設定されている。また、切断線Ｙは、形成するサスペンションメンバーの形状に適合させるものであり、図のような中間素材１ｂの軸線に対して傾斜するものに限るものではない。
【００２７】
次に、前記のように切断して得られたアーム部材３における前記接合用端面９側に、その四隅に切れ目を入れて図６及び図７に示すように切り開き加工を施して、そのアーム部材３の表裏側に接合片１１，１２を形成し、左右側に接合片１３，１４を折曲形成する。その他、必要な修正加工を行う。
【００２８】
次に、前記のアーム部材３の接合用端面９側を、図６及び図７に示すように前記メンバー本体２のアーム部材取付部１０に接合する。このとき、接合片１１，１２をメンバー本体２の表裏面に嵌合させ、接合片１３，１４をメンバー本体２の側面に当てる。そして、これらの接合片１１〜１４部をメンバー本体２に溶接Ｗ等で固定して接合する。
【００２９】
そして、メンバー本体２の前記取付穴７とアーム部材３の取付穴８に、図８及び図９に示すようにブッシュ台座１５，１６等を溶接等で固定して、サスペンションメンバーが形成される。
【００３０】
以上の工程により、メンバー本体２の一端部にアーム部材３を取り付けたサスペンションメンバーが形成されるが、前記中間素材１ｂの他端側（図１〜図９の左側を延長した他端側）にも前記と同様の工程で前記のアーム部分３ａと同様のアーム部分を設けてこれを切断し、このアーム部材３を前記と同様にメンバー本体２に接合することにより、図１０に示すようなサスペンションメンバーが形成される。このアーム部材３は、形成すべきサスペンションメンバーによって、そのメンバー本体２の一端側のみに設けるか、或いは両端側に設けられるものであり、必ずしもメンバー本体の両端側に設けられるものではない。したがって、本発明はアーム部材３をメンバー本体の両端側に設けられるものに限るものではなく、少なくとも一端側に設けられるものにも適用できるものである。
【００３１】
また、前記実施例においては、切断により形成されたアーム部材３を、図５の状態から軸方向において反転してその接合用端面９でメンバー本体２に接合するようにしたが、このように反転することなく、図３及び図４における線Ｘで切断された面を接合面としてそのアーム部材３をメンバー本体２に接合してもよい。この場合は、図３に示す開口穴６を形成しない。
【００３２】
しかし、前記実施例のように、切断線Ｘ部に前記のような開口穴６を形成しておき、切断線Ｘ部で切断することにより、メンバー本体２とアーム部材３の夫々の一端に、ブッシュ台座などの取付穴７，８が同時に形成されるため、メンバー本体２とアーム部材３毎に取付穴の形成作業を行うものに比べて、作業が効率的になる上に、メンバー本体３の取付穴７部の肉厚および形状と、アーム部材３の取付穴８部の肉厚および形状が相互に均一化され、サスペンションメンバーとしての精度および機能が向上する。そのため、このような共通する開口穴６を境として切断するとともにアーム部材３を反転させることが望ましい。
【００３３】
図１１は第２実施例を示す。
【００３４】
ハイドロフォーム加工においては、鋼管内へ液圧を付与してその鋼管を膨出成形する際に、その鋼管端部を軸方向へ押すことでその端部の肉厚を若干厚くする増肉加工が可能である。
【００３５】
そこで、本第２実施例においては、前記第１実施例におけるハイドロフォーム加工による膨出成形時において、型１５，１６の空洞内に収納された鋼管の両端部を、適宜な加圧手段１７によって軸方向における内側へ加圧して、成形された中間素材１ｂの両端部の肉厚を若干厚くするようにしたものである。図１１はハイドロフォーム加工と増肉加工が施された状態を示し、１ｂは中間素材、２ａはメンバー本体部分、３ａはアーム部分を示す。肉厚を厚くする部分、すなわち増肉部分は、前記の切断線Ｙ部を含む一定の範囲とする。図１１において１８が増肉部分であり、図１１においてはこの増肉部分１８を明確にするため、その肉厚を誇張して示してある。
【００３６】
そして、前記の増肉部分１８の線Ｙで切断することにより、切断用端面９が増肉されたアーム部材３が得られ、該アーム部材３の接合強度を高めることができる。
【００３７】
この増肉加工工程以外の工程は前記第１実施例と同様である。
【００３８】
【発明の効果】
以上のようであるから、請求項１および請求項２記載の発明によれば、大きな専用型が必要な液圧成形加工によりメンバー本体とアーム部材を成形するに際し、これらを１回の液圧成形加工で成形できるため、従来のようにメンバー本体とアーム部材を夫々独自に液圧成形加工するものに比べて、型費、設備、加工コストおよび加工時間などを大幅に低減することができる。
更に、アーム部材におけるメンバー本体への接合部が増肉され、接合強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のサスペンションメンバーを成形するための鋼管素材を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図。
【図２】図１に示す鋼管素材を屈曲した鋼管素材を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図３】図２の鋼管素材を液圧成形加工により成形するとともに穴加工を施した中間素材を示す平面図。
【図４】（ａ）は図３に示す中間素材の側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ線断面図、（Ｄ）は（ａ）におけるＥ−Ｅ線断面図。
【図５】図３に示す中間素材を切断してメンバー本体と、アーム部材と、スクラップ部に分割した平面図。
【図６】図５に示すアーム部材をメンバー本体に接合してサスペンションメンバーに組み付けた状態を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＦ−Ｆ線断面図。
【図７】図６（ａ）に示すサスペンションメンバーの側面図。
【図８】図６に示すメンバー本体とアーム部材にブッシュ台座を付設した平面図。
【図９】図８の側面図。
【図１０】本発明により成形されたサスペンションメンバーの実施例を示す斜視図。
【図１１】図３に示す液圧成形加工時に中間素材の端部を増肉させる方法を示す図。
【図１２】従来のサスペンションメンバーの構造を示す断面図。
【図１３】鋼管の液圧成形加工を説明する図。
【図１４】液圧成形により成形された従来のサスペンションメンバーを示す図。
【図１５】本発明を説明するためのサスペンションメンバーを示す図。
【符号の説明】
１，１ａ 鋼管
１ｂ 中間素材
２ メンバー本体
３ アーム部材
９ 接合用端面
Ｗ 溶接

Claims (2)

1. 型内に収納した鋼管の内部に液圧を付与するとともにその鋼管の両端部に軸方向への押し荷重を付与して、鋼管を型空洞内面へ密着させるとともに鋼管の端部を増肉させた所定形状の中間素材を得る工程と、前記中間素材を前記の型から取り出して、
   前記中間素材のメンバー本体部分とアーム部分間、及び、前記中間素材の増肉範囲で、分割切断してメンバー本体と、接合用端面が増肉されたアーム部材を得る工程と、
   前記分割されたメンバー本体へ、前記分割されたアーム部材の接合用端面を接合する工程とを含むことを特徴とするサスペンションメンバーの製造方法。
2. 前記中間素材に開口穴を形成する工程と、その中間素材を前記開口穴を通る位置で分割切断して、夫々の一端に取付穴が同時に形成された前記メンバー本体と前記アーム部材を得る工程とを含むことを特徴とする請求項１記載のサスペンションメンバーの製造方法。

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