JP4917000B2 - アクスルビームの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両のリジッドアクスルサスペンションに含まれるアクスルビームの製造方法に関し、典型的にはリーフスプリングを介して車体に組み付けられるフロントアクスルビームに関する。

車両の懸架装置として「リジッドアクスル」と略称されるリジッドアクスルサスペンションが知られている。このリジッドアクスルサスペンションは、特許文献１にも開示されているように、トラック、バス、オフロード車などでは、車幅方向に延びるアクスルビームと、このアクスルビームの長手方向両端部（車両搭載状態では車幅方向両端部）の左右のバネ座に固定されるリーフスプリングとの組み合わせで構成される。

アクスルビームは、例えばフロントアクスルビームにあっては、車幅方向に延びるビーム本体の両端から上方に屈曲した正面視でＵ字状の形状を有し、ビーム本体の端部の上面に左右一対のバネ座が形成されている。リーフスプリングはバネ座の上面に着座した状態でアクスルビームに固定される。

アクスルビームが鍛造品又は鋳造品である場合、成形型から型抜きするためにアクスルビームの上面及び下面に型抜き勾配が存在し、このことからバネ座の上面に含まれる抜き勾配を除去して平坦なバネ座に成形するのにプレス装置が用いられる。プレス装置でバネ座をプレス成形する処理は「座押し処理」と呼ばれている。座押し処理は、成形型からアクスルビーム成型品を取り出し、次いでバリ取りした直後の熱間のアクスルビーム成型品に対して行われる。

上述のように、アクスルビームの製造工程は、(1)アクスルビームを鍛造又は鋳造により成形する成形工程；(2)アクスルビーム成型品からバリを除去するバリ取り工程；そしてバリ取り工程の直後のアクスルビームをプレス装置にセットして、(3)プレス装置によって熱間状態のアクスルビーム成型品の左右一対のバネ座をプレス成形する座押し工程とを含み、この座押し工程によってアクスルビームの両端部に位置する左右一対のバネ座の上面が平坦面に成形される。

特開平０７―２１５００４号公報

大型車両用アクスルビームの一対のバネ座を成形するためにプレス装置で座押し処理するには例えば1,500tonという大型のプレス装置が必要となる。

本発明の目的は、アクスルビームの左右のバネ座をプレス成形するときに、当該アクスルビームの左右のバネ座を１回のプレス動作で成形するには能力が不足する比較的小型のプレス装置を使ってアクスルビームの左右のバネ座の上面をプレス成形することのできるアクスルビームの製造方法を提供することにある。

上記の技術的課題は、本発明にあっては、
リーフスプリングが着座する左右一対のバネ座を備えたアクスルビームの製造方法であって、
鍛造又は鋳造によってアクスルビームの成型品を作る成形工程と；
該成形工程の直後の熱間状態の前記アクスルビームからバリ取りするバリ取り工程と；
該バリ取り工程の直後の熱間状態の前記アクスルビームをプレス装置に位置決めする工程であって、前記アクスルビームが前記バネ座を上に向けた状態で前記プレス装置内に位置決めされる位置決め工程と；
前記アクスルビームの一方のバネ座の座押し処理する第１の座押し型をセットして該一方のバネ座をプレス成形する第１回目のプレス工程と；
前記アクスルビームの他方のバネ座の座押し処理する第２の座押し型をセットして該他方のバネ座をプレス成形する第２回目のプレス工程とを有するアクスルビームの製造方法を提供することにより達成される。

すなわち、従来にあっては、アクスルビームの左右のバネ座を１回のプレス動作によってプレス成形していたのに対して、本発明にあっては、アクスルビームの左右のバネ座をプレス成形するためのプレス装置に第１、第２の座押し型を用意すると共にプレス装置のプレス動作を２回行って、第１回目のプレス工程では第１の座押し型を使って一方のバネ座をプレス成形し、第２回目の第２の座押し型を使って他方のバネ座をプレス成形することを特徴とする。

したがって、本発明によれば、プレス装置の能力を一つのバネ座に集中できることから、例えば大型トラックのアクスルビームの左右のバネ座を一回のプレス動作で成形するには能力が不足している比較的小型のプレス装置であっても、この小型のプレス装置を使って大型トラックのアクスルビームの左右のバネ座をプレス成形することができる。

本発明は、典型的にはフロントアクスルビームの左右のバネ座のプレス成形に適用される。フロントアクスルビームは、周知のように、車幅方向に延びるビーム本体の両端から上方に延びる起立端部を備えた、正面視したときにＵ字状の形状を有し、ビーム本体の両端部に夫々バネ座が設けられている。このようなフロントアクスルビームの一方のバネ座及び他方のバネ座を夫々プレス成形するときに、ビーム本体の左右のバネ座の間に位置する中央部分を中央押さえ型で押し付けるのがよい。各バネ座をプレス成形するのに伴ってビーム本体が変形してしまうのを防止することができる。

本発明の上記目的及び他の目的並びにその作用効果は以下の本発明の好ましい実施の形態の詳しい説明から明らかになろう。

以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。

図１は座押し処理に用いられるプレス装置の概要を示す斜視図であり、図１のプレス装置に含まれる下型側構造体が図２に示され、上型側構造体が図３に示されている。

プレス装置１の定置した下型側構造体１００は、図２に示すように、下側ボルスター本体１０２の上に定置された下型ベースプレート１０４を有し、この下型ベースプレート１０４にクランパー１０６が配設されている。熱間状態のフロントアクスルビームＷは、その両側からクランパー１０６によって挟持され、これにより下型ベースプレート１０４に位置決めされる。

図示のアクスルビームＷは、この実施例では鍛造による成型品であるが、鋳造品であってよい。このアクスルビームＷは、成形後のバリ取り工程の直後にプレス装置１を使って左右一対のバネ座１０に対してプレス成形が施され、このプレス成形によってバネ座１０の上面が平坦に成形される。すなわち、成形直後のアクスルビームＷの上面及び下面にはアクスルビームＷを成形型から型抜きするための勾配が存在しており、この型抜き勾配を含むバネ座１０の上面がプレス処理によって平坦に成形される。

図２を参照して、図示のアクスルビームＷはフロントアクスルビームである。フロントアクスルビームＷは、車幅方向に直線状に延びるビーム本体１１を有し、ビーム本体１１の断面形状は直立壁１１ａの上端と下端に横方向に広がる上フランジ１１ｂと下フランジ１１ｃを備えたＩ形状である（図４）。

フロントアクスルビームＷは、図２から分かるように、ビーム本体１１の両端から上方の延びる左右の起立端部１２を備えており、これによりフロントアクスルビームＷを正面視したときに全体としてＵ字状の形状を有している。そして、左右の起立端部１２の外端には、夫々、上下に延びる軸受け穴１３が形成されており、この軸受け穴１３を使って前輪（図示せず）が操舵可能に組み付けられる。このようなフロントアクスルビームＷの構成は従来から周知であるので詳しい説明は省略する。

フロントアクスルビームＷの両端部つまりビーム本体１１の左右両端には、その上面に左右一対のバネ座１０が設けられており、このバネ座１０の上にリーフスプリング（図示せず）が載置された状態でリーフスプリングがフロントアクスルビームＷに固定される。なお、左右のバネ座１０に関して、これを識別するために、車両に搭載された状態のフロントアクスルビームＷを正面から見たときに左側に位置するバネ座には「Ｌ」を付記し、右側に位置するバネ座には「Ｒ」を付記してある。

図２を参照して、クランパー機構１０６について説明すると、クランパー機構１０６は、フロントアクスルビームＷの起立端部１２の上端部をクランプする左右の一対の第１クランパー１０６ａ、１０６ａと、ビーム本体１１の長手方向中央部分をクランプする第２クランパー１０６ｂと、ビーム本体１１の左右のバネ座１０の部分を夫々クランプする左右一対の第３クランパー１０６ｃ、１０６ｃとで構成されており、上記第１クランパー１０６ａは、下型ベースプレート１０４に設置されて上方に延びる受け台１０８の上部に設置されている。ワークである熱間状態のフロントアクスルビームＷは、車両に搭載される状態つまりバネ座１０を上に向けた状態で、全てのクランパー機構１０６を開放することによって形成されるワーク収容空間に挿入され、そしてクランパー機構１０６のクランプ動作によって、フロントアクスルビームＷはその両側が把持されることにより位置決めされる。

下降動によってプレス動作する上型側構造体２００を示す図３は上下を反転した状態で図示してある。図３を参照して、上型側構造体２００は、上側ボルスター本体２０２に設置された上型ベースプレート２０４を有し、この上側ベースプレート２０４の左右一対の座押し型２０６が設置されている。左右の座押し型２０６を識別するために、左側の座押し型には「Ｌ」を付記し、右側に位置する座押し型には「Ｒ」を付記してある。左右の座押し型２０６Ｌ、２０６Ｒに関連して、上側ベースプレート２０４には左右一対の平行ガイド溝２０８Ｌ、２０８Ｒが形成されている。平行ガイド溝２０８Ｌ、２０８Ｒは、左右の座押し型２０６Ｌ、２０６Ｒの並び方向と直交する方向に延びている。左右の座押し型２０６Ｌ、２０６Ｒは、対応する左右一対の平行ガイド溝２０８Ｌ、２０８Ｒに案内されて前後に移動可能である。

上型側構造体２００は、また、左側の座押し型２０６Ｌと右側の座押し型２０６Ｒとの間に位置する中央押さえ型２１０と、左右の座押し型２０６Ｌ、２０６Ｒよりも外側に位置する左右一対の端部押さえ型２１２Ｌ、２１２Ｒとを有し、中央押さえ型２１０及び左右の端部押さえ型２１２Ｌ、２１２Ｒは上型ベースプレート２０４に固定されている。

左右の座押し型２０６Ｌ、２０６Ｒは、下型ベースプレート１０４に位置決めされたフロントアクスルビームＷの左右のバネ座１０Ｌ、１０Ｒに夫々対応して位置している。中央押さえ型２１０は、フロントアクスルビームＷの上フランジ１１ｂの長手方向中央部分に対応して位置している。左右一対の端部押さえ型２１２Ｌ、２１２Ｒは、フロントアクスルビームＷの左右端の軸受け穴１３Ｌ、１３Ｒに夫々対応して位置している。

なお、図３に示す参照符号２１４Ｌ、２１４Ｒは、座押し型用駆動手段としての左右の座押し型用エアシリンダであり、この左右一対の座押し型用エアシリンダ２１４Ｌ、２１４Ｒによって左右一対の座押し型２０６Ｌ、２０６Ｒが、互いに独立して前記平行ガイド溝２０８Ｌ、２０８Ｒに案内されて移動することができ、そして、各座押し型２０６Ｌ（２０６Ｒ）は、個別的に、各バネ座１０Ｌ（１０Ｒ）に対応した作動位置と、各バネ座１０Ｌ（１０Ｒ）から遠ざかった非作動位置とを取ることができる。

図２に示す参照符号１１０はガイドポストであり、下側ボルスター本体１０２から直立する一対のガイドポスト１１０は、上側ボルスター本体２０２に設けられたガイドブッシュ２１６に受け入れられ、これにより上側ボルスター本体２０２はガイドポスト１１０によって案内されて上下動することができる。

座押し処理：
上述したプレス装置１を使ってバネ座１０の上面を平坦に成形する座押し処理を以下に説明する。鍛造によって成形したフロントアクスルビームＷの左右のバネ座１０Ｌ、１０Ｒは、成形型からフロントアクスルビームＷを離型するための抜き勾配を有しており、この抜き勾配を備えたバネ座１０はプレス装置１によって平坦面に成形される。

成形型から取り出されたフロントアクスルビームＷは、成形直後にバリ取りが行われる。次いで熱間状態のフロントアクスルビームＷはプレス装置１によって左右のバネ座１０Ｌ、１０Ｒの上面がプレス成形される。

図２は、バリ取りしたフロントアクスルビームＷをプレス装置１にセットする工程を示す。プレス装置１は、全てのクランパー機構１０６が開放された状態で待機しており、この開放状態のクランパー機構１０６のワーク収容空間の中にフロントアクスルビームＷが挿入される。

クランパー機構１０６の中にフロントアクスルビームＷをセットしたら、全てのクランパー機構１０６が動作してフロントアクスルビームＷをクランプする。つまり、第１〜第３のクランパー１０６ａ〜１０６ｃによってフロントアクスルビームＷがその両側からクランプされ、これによりフロントアクスルビームＷは下型ベースプレート１０４に位置決めされる。この位置決めされたフロントアクスルビームＷは、車両に搭載される状態と同様に、ビーム本体１１の両端の左右一対のバネ座１０Ｌ、１０Ｒの上面が上方に向いた状態となる。

クランパー機構１０６のクランプ動作が完了すると、傾斜プレート１１２と、第２、第３のクランパー１０６ｂ、１０６ｃとの間にできる隙間にスペーサー１１４が挿入され（図５）、これにより第２、第３のクランパー１０６ｂ、１０６ｃがクランプ状態で位置固定される。

上記のフロントアクスルビームＷの位置決めとは別に、上型側構造体２００は、左右のシリンダ２１４Ｌ、２１４Ｒが動作して左右の座押し型２０６Ｌ、２０６Ｒのいずれか一方が作動位置にセットされ、他方が非作動位置にセットされる。図示の例では、左側の座押し型２０６Ｌが作動位置にセットされ、右側の座押し型２０６Ｒが非作動位置にセットされる。

第１回目のプレス動作：
プレス装置１は、次に、上型側構造体２００が下降して第１回目のプレス動作を行う。図６は、この第１回目のプレス動作を説明するための図である。図６から分かるように、作動位置にセットされている左側の座押し型２０６ＬによってフロントアクスルビームＷの左側のバネ座１０Ｌの上面がプレス成形され、この左側のバネ座１０Ｌのプレス成形の際に、フロントアクスルビームＷ（ビーム本体１１）の中央部分は中央部分押さえ型２１０によって押し付けられ、また、フロントアクスルビームＷ（ビーム本体１１）の左右の起立端部１２Ｌ、１２Ｒの上端面は端部押さえ型２１２Ｌ、２１２Ｒによって押し付けられる。

換言すれば、第１回目のプレス動作においては右側の座押し型２０６Ｒが非作動位置にあるため、この第１回目のプレス動作は右側のバネ座１０Ｒに対しては無効である。そして、第１回目のプレス動作によって左側のバネ座１０Ｌのプレス加工が完了すると、上型側構造体２００が上昇し、次いで、左右のシリンダ２１４Ｌ、２１４Ｒが動作して、それまで作動位置にあった左側の座押し型２０６Ｌが非作動位置に移動され、逆に右側の座押し型２０６Ｒが作動位置にセットされる。

第２回目のプレス動作：
次に、上型側構造体２００が下降して第２回目のプレス動作を行う。図７は、この第２回目のプレス動作を説明するための図である。作動位置にセットされている右側の座押し型２０６ＲによってフロントアクスルビームＷの右側のバネ座１０Ｒの上面がプレス成形される。この右側のバネ座１０Ｒのプレス成形の際に、フロントアクスルビームＷ（ビーム本体１１）の中央部分は中央部分押さえ型２１０によって押し付けられ、また、フロントアクスルビームＷ（ビーム本体１１）の左右の起立端部１２Ｌ、１２Ｒの上端面は端部押さえ型２１２Ｌ、２１２Ｒによって押し付けられる。

換言すれば、第２回目のプレス動作においては左側の座押し型２０６Ｌが非作動位置にあるため、この第２回目のプレス動作は左側のバネ座１０Ｌに対しては無効である。

２回目のプレス動作によって右側のバネ座１０Ｒのプレス成形が完了すると、上型側構造体２００は上昇し、次いで、スペーサー１１４が撤去される。そして、その後に全てのクランパー機構１０６が開放状態となってフロントアクスルビームＷは解放される。図８は、フロントアクスルビームＷが解放された状態を示す。そして、その後、フロントアクスルビームＷがプレス装置１から取り出される（図９）。

如上の説明から分かるように、本発明のアクスルビーム製造方法によれば、左右一対のバネ座１０Ｌ、１０Ｒを備えたフロントアクスルビームＷに対して、一回のプレス動作で一つのバネ座１０Ｌ（１０Ｒ）をプレス成形し、合計２回のプレス動作でフロントアクスルビームＷの左右のバネ座１０Ｌ、１０Ｒのプレス成形を完了するようにしてある。

したがって、フロントアクスルビームＷの左右のバネ座１０Ｌ、１０Ｒを一回のプレス動作によって同時に成形するには能力が不足する比較的小型のプレス装置１であったとしても、本発明のアクスルビーム製造方法によれば、各バネ座１０Ｌ（１０Ｒ）を個々にプレス成形する能力を備えているのであれば、２回のプレス動作を実行させることでフロントアクスルビームＷのバネ座１０Ｌ、１０Ｒに対する座押し処理を行うことができる。フロントアクスルビームＷの左右のバネ座１０Ｌ、１０Ｒを従来のように一回のプレス動作で同時に成形するのに1,300〜1,500tonのプレス能力を備えたプレス装置が必要とされる場合に、本発明によれば、半分の約700tonのプレス能力のプレス装置であっても当該フロントアクスルビームＷの左右のバネ座１０Ｌ、１０Ｒをプレス成形することができる。

本発明に適用可能なプレス装置の外観図である。 図１のプレス装置の下型側の構造を説明するための図である。 図１のプレス装置の上型側の構造を説明するための図である。 ワークのフロントアクスルビームの断面形状を説明するための図であり、図２のIV−IV線に沿った断面図である。 図１のプレス装置の下型側構造体に含まれるクランパー機構によって熱間状態のフロントアクスルビームがクランプされた状態を説明するための図である。 第１回目のプレス動作で一方のバネ座を成形する工程を説明するための図である。 第２回目のプレス動作で他方のバネ座を成形する工程を説明するための図である。 プレス成形が完了した後に、ワークであるフロントアクスルビームをプレス装置から取り出すためにクランパー機構を開放する工程を説明するための図である。 プレス成形が完了したフロントアクスルビームをプレス装置から取り出す工程を説明するための図である。

符号の説明

Ｗ フロントアクスルビーム
１ プレス装置
１０ フロントアクスルビームのバネ座
１１ フロントアクスルビームのビーム本体
１２ フロントアクスルビームの起立端部
１３ フロントアクスルビームの軸受け穴
１００ プレス装置の下型側構造体
１０６ クランパー機構
１０６ａ 第１クランパー（起立端部の上端部を把持）
１０６ｂ 第２クランパー（ビーム本体の中央部分の直立壁を把持）
１０６ｃ 第３クランパー（バネ座の部分を把持）
２００ プレス装置の上型側構造体
２０４ 上側ベースプレート
２０６ 座押し型
２０８ 平行溝
２１０ 中央押さえ型
２１２ 端部押さえ型
２１４ シリンダ

Claims (6)

1. リーフスプリングが着座する左右一対のバネ座を備えたアクスルビームの製造方法であって、
   鍛造又は鋳造によってアクスルビームの成型品を作る成形工程と；
   該成形工程の直後の熱間状態の前記アクスルビームからバリ取りするバリ取り工程と；
   該バリ取り工程の直後の熱間状態の前記アクスルビームをプレス装置に位置決めする工程であって、前記アクスルビームが前記バネ座を上に向けた状態で前記プレス装置内に位置決めされる位置決め工程と；
   前記アクスルビームの一方のバネ座の座押し処理する第１の座押し型をセットして該一方のバネ座をプレス成形する第１回目のプレス工程と；
   前記アクスルビームの他方のバネ座の座押し処理する第２の座押し型をセットして該他方のバネ座をプレス成形する第２回目のプレス工程とを有するアクスルビームの製造方法。
2. 前記プレス装置の下降動によりプレス動作する上型側構造体が、前記アクスルビームの左右のバネ座に対応して配置され且つ互いに独立して移動可能な左右の座押し型を含み、
   前記第１回目のプレス工程では、前記アクスルビームの一方のバネ座に対応する一方の座押し型が該一方のバネ座をプレス成形可能な作動位置にセットされると共に前記他方のバネ座に対応する他方の座押し型が該他方のバネ座から遠ざかった非作動位置にセットされた状態でプレス動作が行われ、
   前記第２回目のプレス工程では、前記アクスルビームの他方のバネ座に対応する他方の座押し型が該他方のバネ座をプレス成形可能な作動位置にセットされると共に前記一方のバネ座に対応する一方の座押し型が該一方のバネ座から遠ざかった非作動位置にセットされた状態でプレス動作が行われる、請求項１に記載のアクスルビームの製造方法。
3. 前記アクスルビームがフロントアクスルビームである、請求項１又は２に記載のアクスルビームの製造方法。
4. 鋳造又は鍛造により成形され且つリーフスプリングを載置する左右のバネ座を備えたフロントアクスルビームを熱間状態でプレス装置によってプレス成形するアクスルビームの製造方法であって、
   前記プレス装置の定置した下型側構造体が、前記左右のバネ座を上に向けた状態で前記フロントアクスルビームを位置決めするクランパー機構を含み；
   前記プレス装置の上型側構造体が、該クランパー機構によって位置決めされた前記フロントアクスルビームの左右のバネ座に夫々対応した左右の座押し型を含み；
   熱間状態の前記フロントアクスルビームを前記クランパー機構によって位置決めする位置決め工程と；
   前記左右の座押し型の一方の座押し型を前記フロントアクスルビームの一方のバネ座に対応した作動位置にセットし、他方の座押し型を前記フロントアクスルビームの他方のバネ座から遠ざけた非作動位置にセットした状態でプレス動作が行われて、前記一方の座押し型により前記フロントアクスルビームの一方のバネ座をプレス成形する第１回目のプレス工程と；
   前記左右の座押し型の他方の座押し型を前記フロントアクスルビームの他方のバネ座に対応した作動位置にセットし、一方の座押し型を前記フロントアクスルビームの一方のバネ座から遠ざけた非作動位置にセットした状態でプレス動作が行われて、前記他方の座押し型により前記フロントアクスルビームの他方のバネ座をプレス成形する第２回目のプレス工程とを有するアクスルビームの製造方法。
5. 前記プレス装置が、前記左右の座押し型を前記作動位置と前記非作動位置とに移動させるための駆動手段を含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載のアクスルビームの製造方法。
6. 前記プレス装置の上型側構造体が、前記フロントアクスルビームの左右のバネ座の間に位置する中央部分に対応した中央押さえ型を更に含み、
   前記第１回目のプレス工程において、前記フロントアクスルビームの一方のバネ座をプレス成形する際に、前記中央押さえ型によって前記フロントアクスルビームの中央部分を押し付け；
   前記第２回目のプレス工程において、前記フロントアクスルビームの他方のバネ座をプレス成形する際に、前記中央押さえ型によって前記フロントアクスルビームの中央部分を押し付ける、請求項２〜５のいずれか一項に記載のアクスルビームの製造方法。

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