JPH0688066B2 - 中空スタビライザの製造方法 - Google Patents

中空スタビライザの製造方法

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JPH0688066B2
JPH0688066B2 JP61066445A JP6644586A JPH0688066B2 JP H0688066 B2 JPH0688066 B2 JP H0688066B2 JP 61066445 A JP61066445 A JP 61066445A JP 6644586 A JP6644586 A JP 6644586A JP H0688066 B2 JPH0688066 B2 JP H0688066B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両の懸架機構部に設けられる中空スタビラ
イザの製造方法に関する。
〔従来の技術〕
車両用スタビライザは、車両の幅方向に沿うトーション
部と、このトーション部の両端に位置するアーム部とを
有し、主にトーション部にはねじりが、アーム部には曲
げが作用する。また、トーション部とアーム部との間に
は湾曲部が存在し、この湾曲部には曲げとねじりが作用
する。
近時は車両の部品を軽量化する目的で、スタビライザも
中空化される傾向にある。中空スタビライザ用のパイプ
材として、従来は電縫管やシームレス管等の鋼管が使わ
れているが、これらは全長にわたって外径が等しくかつ
肉厚も一定である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このような鋼管を用いた中空スタビライザは、上記湾曲
部の負荷応力が最も高いため、この湾曲部に合わせてス
タビライザ全体の外径や肉厚が設計されている。従って
応力的には湾曲部以外の箇所に余裕がある。言い換える
と、湾曲部以外は材料が余分に使われていることにな
り、軽量化の面で最適とは言い難い。
このため上記湾曲部のように負荷応力の高い部位のみを
厚肉化することが望まれるが、従来の製造方法では電縫
管やシームレス管の長手方向の一部のみを厚肉化する適
当な手段がなかった。
例えばパイプの肉厚を局部的に厚くする方法として、熱
間すえ込み加工(アプセット加工)が知られている。す
え込み加工は、厚肉化したい箇所を高周波加熱やバーナ
によって局部的に加熱するとともに、型に挿入後に、パ
イプの端面方向から荷重を加えることによって、上記加
熱箇所を管軸方向に押し縮めて厚肉化させる方法であ
る。
しかしながら、すえ込み加工は、加熱時の管軸方向の温
度分布によって加工後の肉厚分布が決まるため、温度む
らがあると厚肉化された箇所の肉厚が軸方向あるいは周
方向に不均一になりやすい。このため、目標とする肉厚
形状を得るための加熱温度分布の管理が難しい。しか
も、加熱された部位に脱炭や結晶粒の粗大化を生じるこ
とがあり、疲労強度低下の原因となるばかりか、加熱に
伴う酸化スケールのために型から取り出す際に傷が生じ
やすく、また厚肉化部の長さが長い場合に座屈が発生す
るので、この方法は適さない。
また本発明者らの研究によると、中空スタビライザの湾
曲部について、パイプ材の円周上の各位置における主応
力は、曲げ中心とパイプ材の中心とを結ぶ線分から約±
60゜の部分が最も大きい。このため、単に湾曲部を厚肉
化するだけでは軽量化の面では最適とは言えない。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、直管状の金属パイプ材をダイスから引抜くこ
とによって縮管加工を行いかつこのパイプ材の軸方向に
薄肉部と厚肉部とを成形したのちこのパイプ材を曲げる
ようにした中空スタビライザの製造方法であって、上記
パイプ材の内部に、径方向の断面が円形状の大径部とこ
の大径部よりも小さな短径を有する略楕円形の異径部と
をもつプラグを挿入し、上記薄肉部を成形する際には上
記プラグの大径部とダイスとの間でパイプ材を圧延し、
また上記厚肉部を成形する際にはプラグの異径部とダイ
スとの間でパイプ材を圧延することによって径方向の内
面形状が略楕円形の厚肉部を成形したのち、上記パイプ
材を曲げる際に、上記厚肉部の楕円状内面の長径が曲げ
の内側と外側を向くようにこの厚肉部においてパイプ材
を曲げることによって前記湾曲部を成形することを特徴
とする。
〔作用〕
上記プラグの異径部の断面形状は例えば楕円形であり、
ダイスに対するプラグの相対位置を調節しつつダイスに
パイプ材を通することにより、ダイスとプラグとの間で
パイプ材の各部を圧延して所望の肉厚部分布を得る。か
くして、厚肉部の径方向の内面形状は楕円等の非円形状
となる。以上の加工を行なったのち、パイプ材は所定の
スタビライザ形状となるように上記厚肉部の位置で曲げ
られる。
なお、プラグの形状は、スタビライザの形状に応じて各
部の主応力が略均一になるように選定すればよい。例え
ば前方部をテーパ形状にし、プラグとダイスとの相対位
置関係を調整することで、パイプ材の厚肉化分布を軸方
向に種々に変化させることができる。
〔実施例〕
第1図に示されるように、例えば鋼管等からなる直管状
の金属パイプ材10の内側に、プラグ11を挿入した状態
で、パイプ材10の先端部10aをチャックでつかみ、パイ
プ材10をダイス12から引抜く。
上記プラグ11は、第2図ないし第4図に示されるよう
に、径方向の断面が円形の大径部11aと、径方向の断面
が楕円形の異径部11bとを有する。また、大径部11aと異
径部11bとの間に、テーパ部11cが設けられている。この
プラグ11は、パイプ材10の開口端10b側から挿入された
ロッド13の先端に取付けられている。このロッド13は、
図示しない油圧式駆動機構によって軸方向(第1図の左
右方向)に移動できるようになっている。従ってプラグ
11はダイス12に対する相対位置を軸方向に変化させるこ
とができる。
上記プラグ11の大径部11aの外径は、ダイス12の内径よ
りも小さく、縮管加工後のパイプ材10′における薄肉部
15の内径に対応する。一方、異径部11bの断面形状は、
縮管加工後のパイプ材10′における厚肉部16の内面形状
に対応させてある。すなわち厚肉部16の径方向の内面形
状は略楕円状であり、その長軸方向の径(長径)は薄肉
部15の内径と同等もしくは薄肉部15の内径よりもやや小
さい。また、厚肉部16の短軸方向の径(短径)は、薄肉
部15の内径よりも数mm程度(例えば片側2mm,計4mm前
後)小さくしてある。
上記パイプ材10をダイス12から引抜く場合、薄肉部15を
成形する際には、プラグ11の大径部11aがダイス12の内
側に位置するようにロッド13を前進させ、大径部11aと
ダイス12との間でパイプ材10を圧延する。従って薄肉部
15の肉厚は、大径部11aとダイス12との間の寸法によっ
て決まる。そして薄肉部15の径方向の断面形状は円形と
なる。
また、厚肉部16を成形する際にはプラグ11の異径部11b
がダイス12の内側に位置するようにロッド13を後退させ
る。そして異径部11bとダイス12との間でパイプ材10を
圧延することにより、異径部11bの断面形状に応じて楕
円状内面の厚肉部16を得る。この厚肉部16は、後述する
如くスタビライザの湾曲部21となる箇所であるから、湾
曲部21の位置に応じて少なくとも2箇所に設ける。
上記工程により軸方向の所定の位置に薄肉部15と厚肉部
16を成形したのち、このパイプ材10′を所望のスタビラ
イザ形状となるように、厚肉部16において曲げる(第5
図参照)。この場合、第6図に示されるように、厚肉部
16の楕円状内面の長径o−oが、曲げの内側と外側を向
くようにして曲成する。こうして曲げられた箇所は、ス
タビライザ20の湾曲部21となる。この湾曲部21は、トー
ション部22とアーム部23との間に位置する。換言する
と、湾曲部21は厚肉部16からなるが、トーション部22と
アーム部23は主に薄肉部15からなる。
なお、厚肉部16の内面形状は楕円形に限るものではない
が、使用時における湾曲部21の周方向各部の主応力は、
湾曲部21の曲げ中心とパイプの中心を結ぶ線から約±60
゜の範囲θ(第6図参照)が最も大きいから、少なくと
もこの範囲を厚肉化させるのがよい。また、厚肉部16の
外径を薄肉部15の外径よりも大きくしてもよい。
以上の曲げ成形が行なわれたのち、必要に応じて熱処理
が行なわれるとともに、アーム部23の先端が加工されて
端末取付け部24が形成される。
上記方法によって製造された中空スタビライザは、湾曲
部21の肉厚が厚く、しかもこの湾曲部21においては周方
向各部のうちの最大主応力部の肉厚が厚くなるように楕
円形の内面としているため、スタビライザ20は軸方向並
びに周方向の各部の応力が従来のものよりも均等化し、
より軽量な中空スタビライザが得られる。
一例として、本発明方法による中空スタビライザ(湾曲
部の外径が26.5mmでその内面における長径側の肉厚が2.
6mmで短径側の肉厚が4.7mm,湾曲部以外は外径26.5mmで
肉厚2.6mm)の重量は2.6Kgであった。これに対し、全長
にわたって外径と肉厚が一定の従来品(外径25.4mm,肉
厚3.5mm)の重量は約3.0Kgであった。すなわち、従来品
と同等のばね定数と疲労強度をもつ本発明品は、従来品
に比べて重量が約16%軽くなった。しかも、プラグ11を
用いてパイプ材10の内面側から肉厚分布を規制しつつダ
イス12によって冷間で加工するため、パイプ材10の軸方
向の正確な位置に正確な内面形状の厚肉部16を形成でき
る。また、熱間すえ込み加工のような局部加熱を行なわ
ずに済むから、脱炭や結晶粒の粗大化あるいは酸化スケ
ールの発生や座屈および傷の発生もなく、正確な肉厚分
布が得られる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、応力均等化を図る上で好ましい肉厚分
布にパイプ材を成形することができ、中空スタビライザ
を一層軽量化できるとともに、正確な位置に正確な内面
形状の厚肉部が得られ、高品質な中空スタビライザを製
造できる。すなわち、湾曲部に厚肉部を用い、湾曲部以
外には主として薄肉部を適用することにより、中空スタ
ビライザの軸方向の応力のばらつきを小さくすることが
でき、しかも本発明では、湾曲部における円周方向各部
のうち最大主応力が生じる部位の肉厚が厚くなるような
略楕円形状の湾曲部内面とすることによって、最大主応
力が生じる部位の応力を下げるようにしたため、湾曲部
において円周上の各位置の応力が従来のものよりもさら
に均等化に近付き、より軽量な中空スタビライザが得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示し、第1図は縮管加工を説
明する断面図、第2図はプラグの側面図、第3図は第2
図中のIII−III線に沿う断面図、第4図は第2図中のIV
−IV線に沿う断面図、第5図は中空スタビライザの断面
図、第6図は第5図中のVI−VI線に沿う断面図、第7図
は第5図中のVII−VII線に沿う断面図である。 10……パイプ材、11……プラグ、11a……大径部、11b…
…異径部、12……ダイス、15……薄肉部、16……厚肉
部、20……中空スタビライザ、21……湾曲部、22……ト
ーション部、23……アーム部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直管状の金属パイプ材をダイスから引抜く
    ことによって縮管加工を行いかつこのパイプ材の軸方向
    に薄肉部と厚肉部とを成形したのちこのパイプ材を曲げ
    ることによってトーション部とこれに連なる湾曲部およ
    びアーム部とを備える中空スタビライザを製造する方法
    であって、 上記パイプ材の内部に、径方向の断面が円形状の大径部
    とこの大径部よりも小さな短径を有する略楕円形の異径
    部とをもつプラグを挿入し、上記薄肉部を成形する際に
    は上記プラグの大径部とダイスとの間でパイプ材を圧延
    し、また上記厚肉部を成形する際にはプラグの異径部と
    ダイスとの間でパイプ材を圧延することによって径方向
    の内面形状が略楕円形の厚肉部を成形したのち、上記パ
    イプ材を曲げる際に、上記厚肉部の楕円状内面の長径が
    曲げの内側と外側を向くようにこの厚肉部においてパイ
    プ材を曲げることによって前記湾曲部を成形することを
    特徴とする中空スタビライザの製造方法。
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