JPH08142632A - 中空スタビライザ - Google Patents
中空スタビライザInfo
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- JPH08142632A JPH08142632A JP28194594A JP28194594A JPH08142632A JP H08142632 A JPH08142632 A JP H08142632A JP 28194594 A JP28194594 A JP 28194594A JP 28194594 A JP28194594 A JP 28194594A JP H08142632 A JPH08142632 A JP H08142632A
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- B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
- B60G2202/10—Type of spring
- B60G2202/13—Torsion spring
- B60G2202/135—Stabiliser bar and/or tube
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
- B60G2204/10—Mounting of suspension elements
- B60G2204/12—Mounting of springs or dampers
- B60G2204/122—Mounting of torsion springs
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- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
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- B60G2204/40—Auxiliary suspension parts; Adjustment of suspensions
- B60G2204/45—Stops limiting travel
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- B60G2206/80—Manufacturing procedures
- B60G2206/81—Shaping
Landscapes
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Springs (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 湾曲部の断面が真円でなくても実用上十分な
耐久性能を発揮できる中空スタビライザを提供すること
が主たる目的である。 【構成】 鋼製丸パイプを曲げることによって湾曲部１
４を形成するようにした中空スタビライザにおいて、湾
曲部１４におけるパイプ径方向の断面を、パイプの曲げ
方向が短径Ｄ1 、パイプの曲げ方向とほぼ直角な方向が
長径Ｄ2 となるような偏平な形状とし、断面変形率δ
（％）をδ＝（１−Ｄ1 ／Ｄ2 ）×１００で表した時、
δが２．５％から６．５％までの範囲に入るような断面
形状に湾曲部１４を曲げ成形したものである。
耐久性能を発揮できる中空スタビライザを提供すること
が主たる目的である。 【構成】 鋼製丸パイプを曲げることによって湾曲部１
４を形成するようにした中空スタビライザにおいて、湾
曲部１４におけるパイプ径方向の断面を、パイプの曲げ
方向が短径Ｄ1 、パイプの曲げ方向とほぼ直角な方向が
長径Ｄ2 となるような偏平な形状とし、断面変形率δ
（％）をδ＝（１−Ｄ1 ／Ｄ2 ）×１００で表した時、
δが２．５％から６．５％までの範囲に入るような断面
形状に湾曲部１４を曲げ成形したものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、乗用車やトラック等の
車両の懸架機構部に装着されるスタビライザに係り、特
に、鋼製丸パイプを材料として用いた中空スタビライザ
に関する。
車両の懸架機構部に装着されるスタビライザに係り、特
に、鋼製丸パイプを材料として用いた中空スタビライザ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両の旋回走行時のロール剛性を高める
ためのばね部材として、スタビライザが知られている。
一般的なスタビライザは、車両の幅方向に延びるトーシ
ョン部と、このトーション部の左右両端側に位置する一
対のアーム部と、これらアーム部とトーション部との間
に位置する湾曲部とを備えている。そして上記トーショ
ン部などの適宜位置がゴムブッシュおよびブラケット等
を介して車体側に支持され、上記アーム部がそれぞれス
タビライザリンクを介してサスペンションアーム等のア
クスル側の部材に接続されるようになっている。
ためのばね部材として、スタビライザが知られている。
一般的なスタビライザは、車両の幅方向に延びるトーシ
ョン部と、このトーション部の左右両端側に位置する一
対のアーム部と、これらアーム部とトーション部との間
に位置する湾曲部とを備えている。そして上記トーショ
ン部などの適宜位置がゴムブッシュおよびブラケット等
を介して車体側に支持され、上記アーム部がそれぞれス
タビライザリンクを介してサスペンションアーム等のア
クスル側の部材に接続されるようになっている。
【０００３】上記スタビライザは、車両の旋回走行時に
各アーム部に互いに逆向きの上下方向の荷重が入力する
ことによって、各アーム部が互いに逆方向に撓むととも
に、トーション部がねじられることによって生じる反発
荷重により、車体のローリングが抑制される。このため
アーム部には主として曲げの応力が作用し、トーション
部には主としてねじりの応力が作用する。また、湾曲部
には曲げとねじりの応力が作用する。そして最大応力が
湾曲部またはその近傍に生じることも知られている。
各アーム部に互いに逆向きの上下方向の荷重が入力する
ことによって、各アーム部が互いに逆方向に撓むととも
に、トーション部がねじられることによって生じる反発
荷重により、車体のローリングが抑制される。このため
アーム部には主として曲げの応力が作用し、トーション
部には主としてねじりの応力が作用する。また、湾曲部
には曲げとねじりの応力が作用する。そして最大応力が
湾曲部またはその近傍に生じることも知られている。
【０００４】周知のスタビライザの材料には中実丸棒が
使われていたが、最近では車両の軽量化を図るために鋼
製丸パイプを材料とする中空スタビライザが使われる例
が増加しつつある。この種の中空スタビライザは、例え
ば電縫管を所定形状に曲げることにより、前述の湾曲部
やアーム部を成形するようにしており、中実丸棒からな
るスタビライザに比較して、軽量化を図ることが可能で
ある。
使われていたが、最近では車両の軽量化を図るために鋼
製丸パイプを材料とする中空スタビライザが使われる例
が増加しつつある。この種の中空スタビライザは、例え
ば電縫管を所定形状に曲げることにより、前述の湾曲部
やアーム部を成形するようにしており、中実丸棒からな
るスタビライザに比較して、軽量化を図ることが可能で
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらパイプ製
のスタビライザは、種々の点で中実スタビライザとは異
なる問題点が存在するため、単に従来の中実丸棒をパイ
プにおき換えるだけでは実用に耐える中空スタビライザ
を得ることができない。
のスタビライザは、種々の点で中実スタビライザとは異
なる問題点が存在するため、単に従来の中実丸棒をパイ
プにおき換えるだけでは実用に耐える中空スタビライザ
を得ることができない。
【０００６】例えば鋼製丸パイプを曲げることによって
前述の湾曲部を成形する場合には、中実丸棒を曲げる場
合に比較して、湾曲部の形状精度が悪くなりやすいこと
があげられる。曲げ加工は、通常、パイプベンダと称さ
れる曲げ成形機によって行われる。パイプベンダは、円
弧状の型面を有する曲げ型を備えており、この曲げ型に
沿ってパイプが円弧状に曲げられる。
前述の湾曲部を成形する場合には、中実丸棒を曲げる場
合に比較して、湾曲部の形状精度が悪くなりやすいこと
があげられる。曲げ加工は、通常、パイプベンダと称さ
れる曲げ成形機によって行われる。パイプベンダは、円
弧状の型面を有する曲げ型を備えており、この曲げ型に
沿ってパイプが円弧状に曲げられる。
【０００７】パイプベンダによってパイプを曲げる場
合、曲げ内側は上記曲げ型によって拘束されるため、湾
曲部のパイプ径方向の断面のうち、曲げ内側はほぼ半円
形となる。しかしながら曲げ外側は上記曲げ型によって
拘束することができないため、曲げ内側に向って潰れた
偏平な断面形状になることがある。
合、曲げ内側は上記曲げ型によって拘束されるため、湾
曲部のパイプ径方向の断面のうち、曲げ内側はほぼ半円
形となる。しかしながら曲げ外側は上記曲げ型によって
拘束することができないため、曲げ内側に向って潰れた
偏平な断面形状になることがある。
【０００８】一般にスタビライザは湾曲部付近に最大応
力が生じるため、湾曲部の形状いかんによっては耐久性
能などに大きな影響が出ることが予想される。つまり、
湾曲部の断面が偏平になっている場合は、断面が真円の
場合に比較して湾曲部の応力が増加することが予想され
る。このように湾曲部の応力増加が予想される場合、湾
曲部の応力を下げるための対策として、肉厚の厚いパイ
プを用いることも考えられるが、そうすると重量が大と
なり、中空スタビライザの長所（軽量なこと）を十分に
生かすことができなくなる。
力が生じるため、湾曲部の形状いかんによっては耐久性
能などに大きな影響が出ることが予想される。つまり、
湾曲部の断面が偏平になっている場合は、断面が真円の
場合に比較して湾曲部の応力が増加することが予想され
る。このように湾曲部の応力増加が予想される場合、湾
曲部の応力を下げるための対策として、肉厚の厚いパイ
プを用いることも考えられるが、そうすると重量が大と
なり、中空スタビライザの長所（軽量なこと）を十分に
生かすことができなくなる。
【０００９】このため、湾曲部の断面形状を可能な限り
真円にするためにパイプベンダの構造を工夫したり、パ
イプを曲げても断面が真円に保たれるようにパイプの肉
厚と湾曲部の中心曲げ半径との関係などを試行錯誤的に
模索していた。このため成形が難しく、特殊な治具や曲
げ装置が必要になる場合があるなど、コスト高の原因と
なっていた。
真円にするためにパイプベンダの構造を工夫したり、パ
イプを曲げても断面が真円に保たれるようにパイプの肉
厚と湾曲部の中心曲げ半径との関係などを試行錯誤的に
模索していた。このため成形が難しく、特殊な治具や曲
げ装置が必要になる場合があるなど、コスト高の原因と
なっていた。
【００１０】上記のような背景から、本発明者らは湾曲
部の断面変形率（断面変形率については後述する）とス
タビライザの耐久性能との関係に着目した。そして湾曲
部の断面変形率を種々に変えた多数のスタビライザを試
作し、これらの耐久試験を行った。その結果、湾曲部の
断面変形率と耐久性能との間に相関があることを見出だ
した。また、湾曲部を必ずしも完全な真円にしなくて
も、実用上問題のない応力上昇の範囲で使用できること
もつきとめた。従って本発明の目的は、湾曲部の断面が
真円でなくても、優れた耐久性を発揮できるような中空
スタビライザを提供することにある。
部の断面変形率（断面変形率については後述する）とス
タビライザの耐久性能との関係に着目した。そして湾曲
部の断面変形率を種々に変えた多数のスタビライザを試
作し、これらの耐久試験を行った。その結果、湾曲部の
断面変形率と耐久性能との間に相関があることを見出だ
した。また、湾曲部を必ずしも完全な真円にしなくて
も、実用上問題のない応力上昇の範囲で使用できること
もつきとめた。従って本発明の目的は、湾曲部の断面が
真円でなくても、優れた耐久性を発揮できるような中空
スタビライザを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を果たすため
に開発された本発明は、断面が円形の鋼製丸パイプから
なり、車体の幅方向に延びるトーション部と、上記トー
ション部の両端側に位置する左右一対のアーム部と、上
記トーション部とアーム部との間に位置しかつ弧状に曲
げられた湾曲部とを有する中空スタビライザにおいて、
上記湾曲部におけるパイプ径方向の断面を、パイプの曲
げ方向が短径、パイプの曲げ方向とほぼ直角な方向が長
径となるような偏平な形状とし、上記短径をＤ1 、長径
をＤ2 、上記湾曲部断面の断面変形率δ（％）をδ＝
（１−Ｄ1 ／Ｄ2 ）×１００で表した時、δが２．５％
から６．５％までの範囲に入るような断面形状に上記湾
曲部を曲げ成形したことを特徴とする中空スタビライザ
である。
に開発された本発明は、断面が円形の鋼製丸パイプから
なり、車体の幅方向に延びるトーション部と、上記トー
ション部の両端側に位置する左右一対のアーム部と、上
記トーション部とアーム部との間に位置しかつ弧状に曲
げられた湾曲部とを有する中空スタビライザにおいて、
上記湾曲部におけるパイプ径方向の断面を、パイプの曲
げ方向が短径、パイプの曲げ方向とほぼ直角な方向が長
径となるような偏平な形状とし、上記短径をＤ1 、長径
をＤ2 、上記湾曲部断面の断面変形率δ（％）をδ＝
（１−Ｄ1 ／Ｄ2 ）×１００で表した時、δが２．５％
から６．５％までの範囲に入るような断面形状に上記湾
曲部を曲げ成形したことを特徴とする中空スタビライザ
である。
【００１２】
【作用】湾曲部の断面変形率が上記範囲にあれば、後述
するように湾曲部の応力上昇を実用上問題の無い範囲に
おさえることができ、応力上昇が耐久性に及ぼす影響も
問題にならない。この場合、パイプの肉厚を必要以上に
厚くせずにすむから、中空スタビライザの長所である軽
量さを十分にいかすことができる。しかも上記湾曲部
は、断面が実質的に真円の湾曲部に比較して、通常の曲
げ方式によって容易に成形することができる。
するように湾曲部の応力上昇を実用上問題の無い範囲に
おさえることができ、応力上昇が耐久性に及ぼす影響も
問題にならない。この場合、パイプの肉厚を必要以上に
厚くせずにすむから、中空スタビライザの長所である軽
量さを十分にいかすことができる。しかも上記湾曲部
は、断面が実質的に真円の湾曲部に比較して、通常の曲
げ方式によって容易に成形することができる。
【００１３】請求項２に記載したように電縫管を用いた
場合に、溶接シーム部の位置を湾曲部の曲げ最外側から
±４５°の範囲にすれば、溶接シーム部を低い応力の領
域で使用できる。このため、電縫管を用いた中空スタビ
ライザの耐久性を向上させる上で更に効果的である。
場合に、溶接シーム部の位置を湾曲部の曲げ最外側から
±４５°の範囲にすれば、溶接シーム部を低い応力の領
域で使用できる。このため、電縫管を用いた中空スタビ
ライザの耐久性を向上させる上で更に効果的である。
【００１４】
【実施例】以下に本発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。図２に示した中空スタビライザ１０
は、後述する鋼製丸パイプからなるスタビライザ本体１
１を備えている。スタビライザ本体１１は、従来のもの
と同様に、車両の幅方向に延びるトーション部１２と、
このトーション部１２の両端側に位置する左右一対のア
ーム部１３と、これらトーション部１２とアーム部１３
との間に位置する円弧状の湾曲部１４と、サポート部１
５などを備えて構成されている。
照して説明する。図２に示した中空スタビライザ１０
は、後述する鋼製丸パイプからなるスタビライザ本体１
１を備えている。スタビライザ本体１１は、従来のもの
と同様に、車両の幅方向に延びるトーション部１２と、
このトーション部１２の両端側に位置する左右一対のア
ーム部１３と、これらトーション部１２とアーム部１３
との間に位置する円弧状の湾曲部１４と、サポート部１
５などを備えて構成されている。
【００１５】そしてトーション部１２あるいはサポート
部１５がゴムブッシュおよびブラケット等の支持部材１
６を介して車体側に支持され、アーム部１３がスタビラ
イザリンク（図示せず）を介してサスペンションアーム
等のアクスル側の部材に接続される。
部１５がゴムブッシュおよびブラケット等の支持部材１
６を介して車体側に支持され、アーム部１３がスタビラ
イザリンク（図示せず）を介してサスペンションアーム
等のアクスル側の部材に接続される。
【００１６】この中空スタビライザ１０は、従来のもの
と同様に、車両の旋回走行時に各アーム部１３に互いに
逆向きの上下方向の荷重が入力されることにより、各ア
ーム部１３が互いに逆方向に撓むとともに、トーション
部１２がねじられる。こうしてトーション部１２とアー
ム部１３および湾曲部１４などに生じるばね作用によっ
て、車体のローリングが抑制される。この場合、最大応
力は湾曲部１４に生じる。
と同様に、車両の旋回走行時に各アーム部１３に互いに
逆向きの上下方向の荷重が入力されることにより、各ア
ーム部１３が互いに逆方向に撓むとともに、トーション
部１２がねじられる。こうしてトーション部１２とアー
ム部１３および湾曲部１４などに生じるばね作用によっ
て、車体のローリングが抑制される。この場合、最大応
力は湾曲部１４に生じる。
【００１７】上記スタビライザ本体１１の材料に使われ
る鋼製の丸パイプは、例えば外径が２２．２ｍｍ，肉厚
２．６ｍｍ〜３．２ｍｍの炭素鋼（例えばＳ２５Ｃ相当
ボロン鋼）からなる電縫管である。この電縫管を製造す
るには、上記炭素鋼からなる長細い平板状の素材を、ロ
ールフォーミング装置によって円筒状に成形するととも
に、素材の両側縁（シーム部となる箇所）を互いに突合
わせた状態で溶接を行う。従ってこの電縫管には、管軸
方向に沿ってシーム部（溶接ビード）が生じている。な
お、上記電縫管の材料にクロムモリブデン鋼（Ｃｒ−Ｍ
ｏ鋼）が使われてもよい。
る鋼製の丸パイプは、例えば外径が２２．２ｍｍ，肉厚
２．６ｍｍ〜３．２ｍｍの炭素鋼（例えばＳ２５Ｃ相当
ボロン鋼）からなる電縫管である。この電縫管を製造す
るには、上記炭素鋼からなる長細い平板状の素材を、ロ
ールフォーミング装置によって円筒状に成形するととも
に、素材の両側縁（シーム部となる箇所）を互いに突合
わせた状態で溶接を行う。従ってこの電縫管には、管軸
方向に沿ってシーム部（溶接ビード）が生じている。な
お、上記電縫管の材料にクロムモリブデン鋼（Ｃｒ−Ｍ
ｏ鋼）が使われてもよい。
【００１８】中空スタビライザ１０は、上記パイプ（電
縫管）から、図７に一例を示す製造工程を経て製造され
る。すなわち切断工程Ｓ１において、上記パイプを所定
長さに切断したのち、曲げ工程Ｓ２においてパイプベン
ダによってパイプを所定形状に曲げることにより、アー
ム部１３や湾曲部１４などを成形する。
縫管）から、図７に一例を示す製造工程を経て製造され
る。すなわち切断工程Ｓ１において、上記パイプを所定
長さに切断したのち、曲げ工程Ｓ２においてパイプベン
ダによってパイプを所定形状に曲げることにより、アー
ム部１３や湾曲部１４などを成形する。
【００１９】図３に示すパイプベンダ２０は、円弧状の
成形面２１を有する曲げ型２２と、材料のパイプ１０ａ
を押さえるクランプ型２３と、圧力型２４と、パイプ１
０ａの内部に挿入されるプラグ（マンドレル）２５を備
えている。クランプ型２３は曲げ型２２との間でパイプ
１０ａを挾持する。曲げ型２２は、図示しない回転駆動
機構によって、図中の矢印方向に回転させられ、パイプ
１０ａを成形面２１に沿って、中心曲げ半径Ｒで円弧状
に曲げるようになっている。プラグ２５はパイプ１０ａ
の内部に挿入され、パイプ１０ａを曲げる際に、湾曲部
においてパイプ１０ａが偏平になりにくくしている。但
し、パイプ１０ａの肉厚比や中心曲げ半径Ｒによって
は、プラグ２５を必要としない場合もある。
成形面２１を有する曲げ型２２と、材料のパイプ１０ａ
を押さえるクランプ型２３と、圧力型２４と、パイプ１
０ａの内部に挿入されるプラグ（マンドレル）２５を備
えている。クランプ型２３は曲げ型２２との間でパイプ
１０ａを挾持する。曲げ型２２は、図示しない回転駆動
機構によって、図中の矢印方向に回転させられ、パイプ
１０ａを成形面２１に沿って、中心曲げ半径Ｒで円弧状
に曲げるようになっている。プラグ２５はパイプ１０ａ
の内部に挿入され、パイプ１０ａを曲げる際に、湾曲部
においてパイプ１０ａが偏平になりにくくしている。但
し、パイプ１０ａの肉厚比や中心曲げ半径Ｒによって
は、プラグ２５を必要としない場合もある。
【００２０】パイプベンダ２０によってスタビライザ本
体１１を所定形状に成形後、加熱工程Ｓ３においてスタ
ビライザ本体１１を例えば９００℃前後に加熱し、更に
焼入れ工程Ｓ４において水あるいは油によって急冷する
ことにより、水焼入れあるいは油焼入れを行う。その
後、焼戻し工程Ｓ５において、例えば３００℃〜５００
℃の温度で約５０分間の焼戻しを行う。
体１１を所定形状に成形後、加熱工程Ｓ３においてスタ
ビライザ本体１１を例えば９００℃前後に加熱し、更に
焼入れ工程Ｓ４において水あるいは油によって急冷する
ことにより、水焼入れあるいは油焼入れを行う。その
後、焼戻し工程Ｓ５において、例えば３００℃〜５００
℃の温度で約５０分間の焼戻しを行う。
【００２１】次に、ショットピーニング工程Ｓ６におい
て、周知のショットピーニング装置を用いてスタビライ
ザ本体１１の表面に多数のショットを打付けることによ
り、スタビライザ本体１１の表層部に圧縮残留応力を生
成させる。そしてショットピーニング後に、塗装工程Ｓ
７においてスタビライザ本体１１の表面に塗装が施され
る。
て、周知のショットピーニング装置を用いてスタビライ
ザ本体１１の表面に多数のショットを打付けることによ
り、スタビライザ本体１１の表層部に圧縮残留応力を生
成させる。そしてショットピーニング後に、塗装工程Ｓ
７においてスタビライザ本体１１の表面に塗装が施され
る。
【００２２】パイプベンダ２０によって曲げた湾曲部１
４のパイプ径方向の断面は、図１に示すような形状とな
っている。すなわち図示左側の半分（曲げ内側）は、曲
げ型２２によってパイプ１０ａが拘束されるため、成形
前のパイプ１０ａの断面に近い形（曲率半径ｒの略半円
形）となっている。符号Ｃは成形前のパイプ１０ａの中
心である。これに対し、断面の右側の半分（曲げ外側）
は、クランプ型２３によって引っ張られながら曲げられ
るため、曲げ内側に向って少し潰れた偏平な半長円形な
いし半楕円形に近い形状である。
４のパイプ径方向の断面は、図１に示すような形状とな
っている。すなわち図示左側の半分（曲げ内側）は、曲
げ型２２によってパイプ１０ａが拘束されるため、成形
前のパイプ１０ａの断面に近い形（曲率半径ｒの略半円
形）となっている。符号Ｃは成形前のパイプ１０ａの中
心である。これに対し、断面の右側の半分（曲げ外側）
は、クランプ型２３によって引っ張られながら曲げられ
るため、曲げ内側に向って少し潰れた偏平な半長円形な
いし半楕円形に近い形状である。
【００２３】従って湾曲部１４の断面全体の形状は、パ
イプ１０ａの曲げ方向が短径Ｄ1 、曲げ方向とほぼ直角
な方向が長径Ｄ2 となるような偏平な形状である。ここ
で言う短径Ｄ1 は、曲げ外側の面１４ａから曲げ内側の
面１４ｂまでの差しわたし寸法である。長径Ｄ2 は曲げ
の幅方向の差しわたし寸法である。この場合、湾曲部１
４の断面変形率δ（％）は、δ＝（１−Ｄ1 ／Ｄ2 ）×
１００ で表される。そして以下に述べる理由により、
断面変形率δが２．５％から６．５％までの範囲に入る
ように湾曲部１４の曲げ成形を行う。
イプ１０ａの曲げ方向が短径Ｄ1 、曲げ方向とほぼ直角
な方向が長径Ｄ2 となるような偏平な形状である。ここ
で言う短径Ｄ1 は、曲げ外側の面１４ａから曲げ内側の
面１４ｂまでの差しわたし寸法である。長径Ｄ2 は曲げ
の幅方向の差しわたし寸法である。この場合、湾曲部１
４の断面変形率δ（％）は、δ＝（１−Ｄ1 ／Ｄ2 ）×
１００ で表される。そして以下に述べる理由により、
断面変形率δが２．５％から６．５％までの範囲に入る
ように湾曲部１４の曲げ成形を行う。
【００２４】このスタビライザ１０は湾曲部１４に最大
応力が発生する。湾曲部１４の外周面に歪みゲージを貼
付け、湾曲部１４の円周方向の位置と最大主応力との関
係を測定した結果を図４に示す。ここで言う円周方向の
位置とは、図４中に示すように、パイプの中心と曲げ中
心を結ぶ線分と、パイプの中心と応力測定箇所を結ぶ線
分とのなす角度θである。
応力が発生する。湾曲部１４の外周面に歪みゲージを貼
付け、湾曲部１４の円周方向の位置と最大主応力との関
係を測定した結果を図４に示す。ここで言う円周方向の
位置とは、図４中に示すように、パイプの中心と曲げ中
心を結ぶ線分と、パイプの中心と応力測定箇所を結ぶ線
分とのなす角度θである。
【００２５】図４は、外径２２．２ｍｍ，肉厚２．６ｍ
ｍのパイプからなる中空スタビライザにおいて、断面変
形率が９．４６％のもの（試料Ｎｏ．１）の応力分布
と、断面変形率が実質的にゼロの中空スタビライザの応
力分布を示している。この図から判るように、断面変形
率が実質的にゼロの場合の湾曲部の最大応力が９１．４
ｋｇｆ／ｍｍ2 であったのに対し、断面変形率が９．４
６％の湾曲部の最大主応力は１０５．５ｋｇｆ／ｍｍ2
であり、１５．４％も上昇している。
ｍのパイプからなる中空スタビライザにおいて、断面変
形率が９．４６％のもの（試料Ｎｏ．１）の応力分布
と、断面変形率が実質的にゼロの中空スタビライザの応
力分布を示している。この図から判るように、断面変形
率が実質的にゼロの場合の湾曲部の最大応力が９１．４
ｋｇｆ／ｍｍ2 であったのに対し、断面変形率が９．４
６％の湾曲部の最大主応力は１０５．５ｋｇｆ／ｍｍ2
であり、１５．４％も上昇している。
【００２６】図５は上記２種類の中空スタビライザ（断
面変形率が実質的にゼロのものと断面変形率が９．４６
％のもの）の耐久試験結果である。この試験は、左右の
アーム部に互いに上下逆方向の入力を与え、各アーム部
の相対変位量（振幅）と破断に至るまでの繰返し回数
（Ｎ）との関係を実測したものである。この図から判る
ように、断面変形率が９．４６％の中空スタビライザ
は、断面変形率が実質的にゼロの中空スタビライザに比
べて、同じ相対変位量であれば繰返し数が約半分程度と
なり、耐久性が著しく劣っている。
面変形率が実質的にゼロのものと断面変形率が９．４６
％のもの）の耐久試験結果である。この試験は、左右の
アーム部に互いに上下逆方向の入力を与え、各アーム部
の相対変位量（振幅）と破断に至るまでの繰返し回数
（Ｎ）との関係を実測したものである。この図から判る
ように、断面変形率が９．４６％の中空スタビライザ
は、断面変形率が実質的にゼロの中空スタビライザに比
べて、同じ相対変位量であれば繰返し数が約半分程度と
なり、耐久性が著しく劣っている。
【００２７】上記試料Ｎｏ．１以外に、次の表１に示す
試料Ｎｏ．２〜試料Ｎｏ．６について、図４と同様の試
験を行った結果を表１に示す。また、表１の結果をまと
めてグラフ化したものを図６に示す。各試料のパイプ外
径は、いずれも２２．２ｍｍである。
試料Ｎｏ．２〜試料Ｎｏ．６について、図４と同様の試
験を行った結果を表１に示す。また、表１の結果をまと
めてグラフ化したものを図６に示す。各試料のパイプ外
径は、いずれも２２．２ｍｍである。
【００２８】
【表１】
【００２９】上記表１により、断面変形率が２．５％未
満では実質的に応力増加は認められない。しかし、パイ
プベンダ２０によって湾曲部を成形する場合、断面変形
率が２．５％を下回ってゼロに近付くほど、断面が真円
に近くなるため成形が困難になる。断面変形率δが２．
５％以上であれば、パイプベンダ２０によって問題なく
湾曲部１４を成形することができる。このため、断面変
形率が２．５％以上となるように成形することにより、
湾曲部の成形容易化を図る。
満では実質的に応力増加は認められない。しかし、パイ
プベンダ２０によって湾曲部を成形する場合、断面変形
率が２．５％を下回ってゼロに近付くほど、断面が真円
に近くなるため成形が困難になる。断面変形率δが２．
５％以上であれば、パイプベンダ２０によって問題なく
湾曲部１４を成形することができる。このため、断面変
形率が２．５％以上となるように成形することにより、
湾曲部の成形容易化を図る。
【００３０】上記中空スタビライザ１０をはじめとし
て、スタビライザは、指定された材料を用いて標準的な
熱処理およびショットピーニングが施されるものでは、
通常、１０％程度の余裕を見込んで最大応力が設定され
る。言い換えると、応力のばらつきの上限は、標準品の
１０％増までとすることができる。
て、スタビライザは、指定された材料を用いて標準的な
熱処理およびショットピーニングが施されるものでは、
通常、１０％程度の余裕を見込んで最大応力が設定され
る。言い換えると、応力のばらつきの上限は、標準品の
１０％増までとすることができる。
【００３１】中空スタビライザに使用されるパイプの寸
法許容範囲は、ＪＩＳＧ３４４５の３号に準拠してお
り、外径で±０．１２ｍｍ、肉厚で±８％の公差が認め
られている。この公差範囲では、一般的な中空スタビラ
イザに使用される外径２２．２ｍｍ，肉厚２．６ｍｍの
パイプの場合、最大のパイプは外径２２．３２ｍｍ，肉
厚２．８ｍｍとなる。また、最小のパイプは、外径２
２．０８ｍｍ，肉厚２．４ｍｍである。
法許容範囲は、ＪＩＳＧ３４４５の３号に準拠してお
り、外径で±０．１２ｍｍ、肉厚で±８％の公差が認め
られている。この公差範囲では、一般的な中空スタビラ
イザに使用される外径２２．２ｍｍ，肉厚２．６ｍｍの
パイプの場合、最大のパイプは外径２２．３２ｍｍ，肉
厚２．８ｍｍとなる。また、最小のパイプは、外径２
２．０８ｍｍ，肉厚２．４ｍｍである。
【００３２】この場合、最大寸法のパイプを用いたもの
で６０ｋｇｆ／ｍｍ2 の応力が発生したとすると、最小
寸法のパイプを用いたものでは、材料力学上の計算を行
うと６７ｋｇｆ／ｍｍ2 の応力が発生することになる。
すなわち、パイプの寸法公差の範囲内でも、応力値が６
０〜６７ｋｇｆ／ｍｍ2 の範囲でばらつく。これを平均
値で表すと、６３．５±３．５ｋｇｆ／ｍｍ2 となり、
応力値が±５．５％の範囲でばらつくことになる。
で６０ｋｇｆ／ｍｍ2 の応力が発生したとすると、最小
寸法のパイプを用いたものでは、材料力学上の計算を行
うと６７ｋｇｆ／ｍｍ2 の応力が発生することになる。
すなわち、パイプの寸法公差の範囲内でも、応力値が６
０〜６７ｋｇｆ／ｍｍ2 の範囲でばらつく。これを平均
値で表すと、６３．５±３．５ｋｇｆ／ｍｍ2 となり、
応力値が±５．５％の範囲でばらつくことになる。
【００３３】また、ショットピーニング工程Ｓ６におい
て、通常は２．５％程度の圧縮残留応力のばらつきが生
じることが知られている。このショットピーニングによ
る応力ばらつき±２．５％と、パイプの寸法公差による
応力ばらつき±５．５％を考慮すると、合計の応力増加
を１０％以内にするには、湾曲部の断面変形による応力
ばらつきを、最大でも２％におさえる必要がある。
て、通常は２．５％程度の圧縮残留応力のばらつきが生
じることが知られている。このショットピーニングによ
る応力ばらつき±２．５％と、パイプの寸法公差による
応力ばらつき±５．５％を考慮すると、合計の応力増加
を１０％以内にするには、湾曲部の断面変形による応力
ばらつきを、最大でも２％におさえる必要がある。
【００３４】上記のような理由から、この発明では、図
６等に基き、湾曲部の断面変形率を６．５％以下にする
ことによって、湾曲部の断面変形による応力増加分を最
大でも２％におさえるようにする。これにより、ショッ
トピーニングによる応力のばらつきと、材料の寸法公差
による応力のばらつきの双方が最大になっても、トータ
ルとしての応力上昇を１０％以下におさえることができ
る。
６等に基き、湾曲部の断面変形率を６．５％以下にする
ことによって、湾曲部の断面変形による応力増加分を最
大でも２％におさえるようにする。これにより、ショッ
トピーニングによる応力のばらつきと、材料の寸法公差
による応力のばらつきの双方が最大になっても、トータ
ルとしての応力上昇を１０％以下におさえることができ
る。
【００３５】また、図４から判るように、曲げ外側の方
が曲げ内側に比べて応力増加が少なく、しかも曲げ最外
側において応力が最小となっている。このため、電縫管
を用いた中空スタビライザの場合に、溶接シーム部の位
置を曲げ最外側から±４５°の範囲にすれば、溶接シー
ム部の応力を最大応力の半分、またはそれ以下にするこ
とができる。このため、電縫管からなる中空スタビライ
ザの耐久性を向上させる上で更に効果的である。
が曲げ内側に比べて応力増加が少なく、しかも曲げ最外
側において応力が最小となっている。このため、電縫管
を用いた中空スタビライザの場合に、溶接シーム部の位
置を曲げ最外側から±４５°の範囲にすれば、溶接シー
ム部の応力を最大応力の半分、またはそれ以下にするこ
とができる。このため、電縫管からなる中空スタビライ
ザの耐久性を向上させる上で更に効果的である。
【００３６】なお、本発明における断面変形率の範囲
（２．５％≦δ≦６．５％）は、最大応力を生じる湾曲
部１４以外の曲げ部、例えば図２においてトーション部
１２とサポート部１５との間の曲げ部やアーム部１３の
曲げ部などにも適用できる。
（２．５％≦δ≦６．５％）は、最大応力を生じる湾曲
部１４以外の曲げ部、例えば図２においてトーション部
１２とサポート部１５との間の曲げ部やアーム部１３の
曲げ部などにも適用できる。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、湾曲部の断面変形率が
前述の数値範囲に入るように湾曲部を曲げることによ
り、断面が真円の理想的な湾曲部に比べて遜色のない耐
久性能を発揮でき、しかもパイプベンダによって湾曲部
を成形することが容易となる。
前述の数値範囲に入るように湾曲部を曲げることによ
り、断面が真円の理想的な湾曲部に比べて遜色のない耐
久性能を発揮でき、しかもパイプベンダによって湾曲部
を成形することが容易となる。
【図１】本発明の一実施例を示す中空スタビライザの湾
曲部の断面図。
曲部の断面図。
【図２】図１に示された中空スタビライザの全体の平面
図。
図。
【図３】パイプベンダの一部を示す断面図。
【図４】湾曲部の断面形状が互いに異なる２種類の中空
スタビライザの湾曲部における周方向の位置と応力との
関係を示す図。
スタビライザの湾曲部における周方向の位置と応力との
関係を示す図。
【図５】図４に示された２種類の中空スタビライザの耐
久試験結果を示す図。
久試験結果を示す図。
【図６】断面変形率と応力増加率との関係を示す図。
【図７】中空スタビライザの製造工程の一例を示す工程
説明図。
説明図。
１０…中空スタビライザ １０ａ…パイプ １１…スタビライザ本体 １２…トーション部 １３…アーム部 １４…湾曲部 ２０…パイプベンダ
Claims (3)
- 【請求項１】断面が円形の鋼製丸パイプからなり、車体
の幅方向に延びるトーション部と、上記トーション部の
両端側に位置する左右一対のアーム部と、上記トーショ
ン部とアーム部との間に位置しかつ弧状に曲げられた湾
曲部とを有する中空スタビライザにおいて、 上記湾曲部におけるパイプ径方向の断面を、パイプの曲
げ方向が短径、パイプの曲げ方向とほぼ直角な方向が長
径となるような偏平な形状とし、 上記短径をＤ1 、上記長径をＤ2 、上記湾曲部断面の断
面変形率δ（％）をδ＝（１−Ｄ1 ／Ｄ2 ）×１００で
表した時、δが２．５％から６．５％までの範囲に入る
ような断面形状に上記湾曲部を曲げ成形したことを特徴
とする中空スタビライザ。 - 【請求項２】上記丸パイプが電縫管であり、この電縫管
の管軸方向に沿う溶接シーム部が、上記湾曲部の曲げ最
外側から断面の円周方向に±４５°の範囲に入るように
上記湾曲部を曲げ成形したことを特徴とする請求項１記
載の中空スタビライザ。 - 【請求項３】上記湾曲部の表層部にショットピーニング
によって圧縮残留応力が生成されていることを特徴とす
る請求項１記載の中空スタビライザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28194594A JPH08142632A (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | 中空スタビライザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28194594A JPH08142632A (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | 中空スタビライザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08142632A true JPH08142632A (ja) | 1996-06-04 |
Family
ID=17646108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28194594A Pending JPH08142632A (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | 中空スタビライザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08142632A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003097389A1 (en) * | 2002-05-16 | 2003-11-27 | Accra Teknik Ab | Stabilizer and a method of manufacturing the same |
| WO2005018966A1 (ja) * | 2003-08-26 | 2005-03-03 | Mitsubishi Steel Mfg. Co., Ltd. | 車両用高応力スタビライザー |
| JP2010274716A (ja) * | 2009-05-27 | 2010-12-09 | Nhk Spring Co Ltd | 中空スタビライザ |
| JP2013203309A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Nhk Spring Co Ltd | 中空スタビライザ |
| JP2017140903A (ja) * | 2016-02-09 | 2017-08-17 | 日本発條株式会社 | 車両用スタビライザと、スタビライザのためのショットピーニング用治具 |
| WO2018180381A1 (ja) * | 2017-03-30 | 2018-10-04 | 日本発條株式会社 | 中空スタビライザと、スタビライザ製造装置と、中空スタビライザの製造方法 |
| KR20190122748A (ko) * | 2017-03-30 | 2019-10-30 | 니혼 하츠쵸 가부시키가이샤 | 중공 스태빌라이저와, 스태빌라이저 제조 장치와, 중공 스태빌라이저의 제조 방법 |
| CN113104110A (zh) * | 2021-05-24 | 2021-07-13 | 德惠市北方汽车底盘零部件有限公司 | 一种弯曲拉杆及其制作方法、一种汽车底盘 |
-
1994
- 1994-11-16 JP JP28194594A patent/JPH08142632A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003097389A1 (en) * | 2002-05-16 | 2003-11-27 | Accra Teknik Ab | Stabilizer and a method of manufacturing the same |
| US7591453B2 (en) | 2002-05-16 | 2009-09-22 | Accra Teknik Ab | Stabilizer and a method of manufacturing the same |
| WO2005018966A1 (ja) * | 2003-08-26 | 2005-03-03 | Mitsubishi Steel Mfg. Co., Ltd. | 車両用高応力スタビライザー |
| CN100447002C (zh) * | 2003-08-26 | 2008-12-31 | 三菱制钢株式会社 | 车辆用高应力稳定器 |
| US7500660B2 (en) | 2003-08-26 | 2009-03-10 | Mitsubishi Steel Mfg. Co., Ltd. | Vehicle stabilizer for high stress |
| JP2010274716A (ja) * | 2009-05-27 | 2010-12-09 | Nhk Spring Co Ltd | 中空スタビライザ |
| JP2013203309A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Nhk Spring Co Ltd | 中空スタビライザ |
| JP2017140903A (ja) * | 2016-02-09 | 2017-08-17 | 日本発條株式会社 | 車両用スタビライザと、スタビライザのためのショットピーニング用治具 |
| WO2018180381A1 (ja) * | 2017-03-30 | 2018-10-04 | 日本発條株式会社 | 中空スタビライザと、スタビライザ製造装置と、中空スタビライザの製造方法 |
| KR20190122748A (ko) * | 2017-03-30 | 2019-10-30 | 니혼 하츠쵸 가부시키가이샤 | 중공 스태빌라이저와, 스태빌라이저 제조 장치와, 중공 스태빌라이저의 제조 방법 |
| CN110475626A (zh) * | 2017-03-30 | 2019-11-19 | 日本发条株式会社 | 一种中空稳定器、稳定器制造装置和中空稳定器的制造方法 |
| CN110475626B (zh) * | 2017-03-30 | 2020-10-09 | 日本发条株式会社 | 一种中空稳定器、稳定器制造装置和中空稳定器的制造方法 |
| US11167615B2 (en) | 2017-03-30 | 2021-11-09 | Nhk Spring Co., Ltd. | Hollow stabilizer, stabilizer manufacturing device, and method for manufacturing hollow stabilizer |
| US11571943B2 (en) | 2017-03-30 | 2023-02-07 | Nhk Spring Co., Ltd. | Hollow stabilizer, stabilizer manufacturing device, and method for manufacturing hollow stabilizer |
| CN113104110A (zh) * | 2021-05-24 | 2021-07-13 | 德惠市北方汽车底盘零部件有限公司 | 一种弯曲拉杆及其制作方法、一种汽车底盘 |
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