專利名稱：穩(wěn)定器及穩(wěn)定器制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種包括中空構件的車用穩(wěn)定器及其制造方法，特別地涉及一種能在實現(xiàn)輕量化的同時使設計及制造容易化的技術。
背景技術：
車用穩(wěn)定器將穩(wěn)定器桿與車輛的懸架裝置連接，具有利用穩(wěn)定器的扭轉反作用力來使車輛的姿勢穩(wěn)定的功能。例如，車用穩(wěn)定器構成為使形成為U字形的穩(wěn)定器桿的兩端與懸架裝置的動作部分連接，并利用固定構件將穩(wěn)定器桿的扭曲部固定在車體框架上，以使其承受扭轉反作用力。另外，穩(wěn)定器桿為了實現(xiàn)輕量化而通過使中空管(中空構件)彎·曲來形成。另一方面，已知有使用實心構件并使截面隨著部位的不同而發(fā)生變化的技術(例如參照日本專利實公昭58 - 45130號公報、日本專利特公昭62 — 21641號公報、日本專利特許3350446號公報)。已知這是一種使伴隨著所施加的外力而產(chǎn)生的主應力及剪切應力均勻化的技術。

發(fā)明內容
在使上述截面隨著部位的不同而發(fā)生變化的穩(wěn)定器中，存在如下問題。即，存在制造上很難使穩(wěn)定器桿的截面積變化，而使制造成本變高的可能性。此外，熱處理也需要復雜的工序。特別是在為了輕量化而使用中空構件的情況下，也存在設計上很難通過使截面積變化的方式來制造穩(wěn)定器桿這樣的問題。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種即便在為了輕量化而使用中空構件的情況下，也能通過簡單的設計及制造方法來實現(xiàn)與實心構件同樣的主應力均勻化的穩(wěn)定器及其制
造方法。為了滿足上述目的，本發(fā)明的由中空構件構成的車用穩(wěn)定器包括扭曲部，該扭曲部沿車輛的寬度方向延伸，并具有第一截面積；肩部，該肩部位于上述扭曲部的兩端，并具有比上述第一截面積大的第二截面積；以及臂部，該臂部從上述肩部分別沿車輛的前后方向延伸，并具有第一截面積。為了滿足上述目的，本發(fā)明的穩(wěn)定器制造方法是一種車用穩(wěn)定器制造方法，該車用穩(wěn)定器由中空構件構成，其包括沿車寬方向延伸并具有第一截面積的扭曲部；位于該扭曲部的兩端并具有比上述第一截面積大的第二截面積的肩部；以及從該肩部分別沿車輛的前后方向延伸并具有第一截面積的臂部，上述穩(wěn)定器制造方法包括在上述肩部進行彎曲加工的彎曲加工工序；至少在包括肩部的區(qū)域內進行預加熱的預加熱工序；以及對上述扭曲部、上述肩部、上述臂部進行正式加熱的正式加熱工序。


圖I是表示本發(fā)明一實施方式的車用穩(wěn)定器及車輛前輪的懸架裝置的立體圖。
圖2是表示組裝在上述車用穩(wěn)定器上的穩(wěn)定器桿的主要部分的俯視圖。圖3是表不施加在上述穩(wěn)定器桿上的主應力的峰值的應力分布圖。圖4是表示上述穩(wěn)定器桿的截面變化部的位置與穩(wěn)定器桿的質量間的關系的說明圖。圖5是表示上述穩(wěn)定器桿中的材料直徑變化前的中空構件的俯視圖。圖6是表示上述穩(wěn)定器桿中的材料直徑變化部位與輕量化率間的關系的說明圖。
具體實施例方式圖I是表示本發(fā)明一實施方式的車用穩(wěn)定器10及車輛前輪的懸架裝置100的立體圖，圖2是表示組裝在車用穩(wěn)定器10上的穩(wěn)定器桿20的主要部分的俯視圖，圖3是表示 施加在穩(wěn)定器桿20上的主應力的峰值的應力分布圖，圖4是表不穩(wěn)定器桿20上的截面變化部25的位置與穩(wěn)定器桿20的質量間的關系的說明圖。車用穩(wěn)定器10包括由中空構件構成的穩(wěn)定器桿20 ;將穩(wěn)定器桿20固定在車體的框架部(未圖示)上的固定構件30;以及使穩(wěn)定器桿20的前端23a與懸架裝置100的動作部分連接的穩(wěn)定器連桿40。穩(wěn)定器桿20的外徑可根據(jù)輸入載荷的不同而設定為10 IOOmm左右。如圖2所示，穩(wěn)定器桿20包括架設在車體的寬度方向上并具有第一截面積SI的扭曲部21 ;位于該扭曲部21兩端且具有比第一截面積SI大的第二截面積S2的肩部22 ；以及從該肩部22分別沿車輛前后方向延伸并具有第一截面積SI的臂部23，穩(wěn)定器桿20形成為大致U字形。此外，在扭曲部21與肩部22、臂部23與肩部22之間形成有截面變化部25，該截面變化部25的截面積從第一截面積SI向第二截面積S2逐漸變大。由于截面變化部25設置在夾著一對肩部22的位置上，因此，共計設有四處。另外，截面變化部25的位置配置于產(chǎn)生在肩部22上的最大主應力的最大值的65 75%的最大主應力所產(chǎn)生的位置處。后面將對截面變化部25的位置的位置確定方法進行說明。此外，具有第一截面積SI的扭曲部21和臂部23、具有第二截面積S2的肩部22形成為內徑相同，因為外徑不同，所以其截面積不同。穩(wěn)定器桿20具有如下功能在懸架裝置100的動作部分上下運動時，臂部23就隨之動作，而在扭曲部21上產(chǎn)生扭轉，利用該扭轉的反作用力將懸架裝置100保持穩(wěn)定。此時，穩(wěn)定器桿20的各個部分承受有載荷。圖3是表示在各個部分上產(chǎn)生的主應力的峰值的應力分布圖。懸架裝置100例如是雙橫臂式懸架裝置，在左右兩邊設置的車軸部110上安裝有前輪等(未圖示)。這樣構成的穩(wěn)定器桿20是通過如下方式設計的。即，如圖5所示，使用以截面積恒定的穩(wěn)定器桿Q為基準的基礎部件，計算出在各個部分上受到的最大主應力(參照圖6)。從圖6可知，最大主應力為最大值X的部分是肩部22，最大主應力最小的部分是臂部23的前端23a。因此，通過設計成使肩部22與臂部23的前端部23a的最大主應力之差變小，來研究穩(wěn)定器桿的截面積的最優(yōu)化。此時，以在具有第一截面積SI的小徑部上也要滿足承受最大主應力的耐久要求的方式進行計算。
另外，為了實現(xiàn)制造工序上的簡易化，例如將穩(wěn)定器桿的截面積設為大徑和小徑兩種。此外，在截面積變化的部分配置截面變化部25。在此,將最大主應力為最大值的肩部22的外徑設為大徑,將扭曲部21和臂部23的外徑設為小徑，并以最大主應力的最大值(100% )為基準來使截面變化部25的位置變化，形成的曲線為圖4所示的曲線。具體來說，在最大主應力的最大值的70%、60%、50%、40%、30%的位置上分別配置截 面變化部25，來進行各個部分的最大主應力的測量。此外，對此時的穩(wěn)定器桿20的質量進行測量。從圖4可知，當在最大主應力的最大值的70%的位置上配置截面變化部25的情況下，穩(wěn)定器桿20的質量為極小值。因此，將截面變化部25配置在最大主應力的最大值的70 %的位置上是較為理想的。另一方面，從穩(wěn)定器桿20的彎曲加工的限制來看，截面變化部25需要配置在直線部。此外，穩(wěn)定器桿20因與周邊部件(例如固定構件30)配合而具有各種各樣的彎曲形狀，因其彎曲形狀的不同，在最大主應力的70%的位置上未必一定會是直線部。因此，實質上也可以在距最大主應力的70%的位置最近的位置上設定截面變化部25。因此，截面變化部25配置于產(chǎn)生在肩部22上的最大主應力的最大值的65 75%的最大主應力所產(chǎn)生的位置處。另外，上述穩(wěn)定器桿20可通過如下工序來制造。即，準備形成為直線狀的中空管。接著，利用切削加工對外徑進行切削，以形成具有第一截面積SI的部位(相當于扭曲部21和臂部23)、具有第二截面積S2的部位(成為肩部22的部分)、截面積發(fā)生變化的部位(成為截面變化部25的部位)。此時，形成為內徑相同，僅外徑不同。另外，也可以通過采用芯棒的旋鍛加工來使外徑發(fā)生變化，以代替切削加工。此時，內徑差為0. 5 Imm左右。此外,也可以利用沖裁加工使外徑恒定,而使內徑發(fā)生變化。接著，通過對中空管進行彎曲加工，來形成扭曲部21、肩部22、臂部23(彎曲加工工序)。接著，對中空管進行淬火加工。此時，由于形成有夾著肩部22的一對截面變化部25，因此，通過在該位置上連接電極并通電，就可對大徑的肩部22進行預加熱(預加熱工序)。接著，通過使電極與臂部23的一對前端23a連接并通電，就可對穩(wěn)定器桿20整體進行正式加熱(正式加熱工序)。藉此，能對穩(wěn)定器桿20進行均勻地加熱，從而能進行所希望的熱處理(淬火、回火
坐、
寸/ o這樣構成的車用穩(wěn)定器10按下述方式進行動作。即，假設例如在車輛行駛過程中，一側的車輛落入凹坑，懸架裝置100的一側下降。這時，由于會在左右的臂部23間產(chǎn)生剪角，或是剪角擴大，因此，扭曲部21發(fā)生扭轉，并產(chǎn)生扭轉反作用力。在該扭轉反作用力的作用下，扭曲部21回到原先的狀態(tài)，并使懸架裝置100回到原先的位置。藉此，可確保車輛的操控穩(wěn)定性。在因懸架裝置100的上下運動而產(chǎn)生最大行程的情況下，穩(wěn)定器桿20會因載荷而產(chǎn)生主應力。此時，若將截面變化部25的位置配置在圖2所示的位置，則如圖3所示，與使用截面積恒定的中空管的情況相比，最大主應力的最大值不會超過設計前的最大主應力的最大值X。因此，能縮小產(chǎn)生最大主應力的最大值的肩部的截面積,從而能實現(xiàn)穩(wěn)定器桿20整體的輕量化。另一方面，通過將截面積限定為兩種，能簡化設計及制造。如上所述，根據(jù)組裝于本實施方式的車用穩(wěn)定器10上的穩(wěn)定器桿20，即便在為了輕量化而使用中空構件的情況下，也能通過簡單的設計及制造方法來實現(xiàn)與實心構件同樣的主應力的均勻化。另外，本發(fā)明不限定于上述實施方式。除此之外，也可以在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內實施各種變形，這點是自不待言的。工業(yè)上的可利用性 可提供一種即便在為了輕量化而使用中空構件的情況下，也能通過簡單的設計及制造方法來實現(xiàn)主應力的均勻化的穩(wěn)定器及其制造方法。
權利要求
1.一種車用穩(wěn)定器，其由中空構件構成，其特征在于，包括 扭曲部，該扭曲部沿車輛的寬度方向延伸，并具有第一截面積； 肩部，該肩部位于所述扭曲部的兩端，并具有比所述第一截面積大的第二截面積；以及 臂部，該臂部從所述肩部分別沿車輛的前后方向延伸，并具有第一截面積。
2.如權利要求I所述的穩(wěn)定器，其特征在于， 在所述扭曲部與所述肩部、所述臂部與所述肩部之間形成有截面變化部，該截面變化部的截面積從所述第一截面積向所述第二截面積變大。
3.如權利要求I所述的穩(wěn)定器，其特征在于， 所述截面變化部配置于在所述肩部上產(chǎn)生的最大主應力的65 75%的最大主應力所產(chǎn)生的位置處。
4.一種車用穩(wěn)定器的制造方法，所述車用穩(wěn)定器由中空構件構成，其包括沿車寬方向延伸并具有第一截面積的扭曲部；位于該扭曲部的兩端并具有比所述第一截面積大的第二截面積的彎曲部；以及從該彎曲部分別沿車輛的前后方向延伸并具有第一截面積的臂部，其特征在于， 所述車用穩(wěn)定器的制造方法包括 在所述彎曲部進行彎曲加工的彎曲加工工序； 至少在包括彎曲部的區(qū)域內進行預加熱的預加熱工序；以及 對所述扭曲部、所述彎曲部、所述臂部進行正式加熱的正式加熱工序。
全文摘要
一種穩(wěn)定器及其制造方法，包括沿車輛寬度方向延伸并具有第一截面積(S1)的扭曲部(21)；位于扭曲部(21)的兩端并具有比第一截面積(S1)大的第二截面積(S2)的肩部(22)；以及從肩部(22)分別沿車輛前后方向延伸并具有第一截面積(S1)的臂部(23)，藉此，即便在為了輕量化而使用中空構件的情況下，也能通過簡單的設計來實現(xiàn)與實心構件同樣的主應力的均勻化。
文檔編號B21D53/88GK102762396SQ20118000960
公開日2012年10月31日 申請日期2011年2月16日 優(yōu)先權日2010年2月16日
發(fā)明者大村修司, 黑田茂 申請人:日本發(fā)條株式會社