臂材及其制造方法
【專利說明】臂材及其制造方法
[0001]本申請是申請日為2009年10月19日、申請?zhí)枮?009801001392.8 (國際申請?zhí)枮镻CT/JP2009/067979)、發(fā)明名稱為“臂材及其制造方法”的申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種臂材及其制造方法。具體而言，本發(fā)明涉及一種作為汽車的雙A臂懸架裝置或多連桿式懸架裝置構(gòu)成要素的上臂臂材與下臂臂材，以及其制造方法，該臂材因具有扁平的截面形狀而具有輕量、小型、高強度、高成品率、且低成本的優(yōu)點。
【背景技術(shù)】
[0003]近年來，作為乘用車的懸架裝置，叉骨式懸架裝置(wishbone type suspens1n)或是麥弗遜懸架(MacPherson Strut)式懸架裝置(MacPherson strut type suspens1n)被廣泛采用。叉骨式懸架裝置中的雙A臂懸架裝置(double wishbone type suspensi on)，經(jīng)由以上臂(upper arm)及下臂(lower arm)所構(gòu)成的平行四邊形狀的連桿機構(gòu)支撐車輪及輪胎。在雙A臂懸架裝置中，即使車輪由于來自路面的外力上下震動，也很難大幅度影響主銷傾斜角(kingpin inclinat1n)或外傾角(camber angle)等，因此容易確保輪胎接地面積的穩(wěn)定性。此外，作為乘用車的懸架裝置，作為雙A臂懸架裝置的變形的多連桿式懸架裝置(mult1-link type suspens1n)也被廣泛采用。
[0004]作為雙A臂懸架裝置或多連桿式懸架裝置(以下，在本說明書中統(tǒng)稱為“雙A臂懸架裝置”)構(gòu)成部件的上臂(又被稱為“上控制臂”)臂材及下臂臂材，目前為止是通過對由鋼板壓制成型的加工部件進行焊接、對厚板進行沖裁加工，以及對鋁合金進行鍛造等來制造的。
[0005]近年來，作為地球溫室效應(yīng)對策的一環(huán)，一直在推行汽車的輕量化。相較于麥弗遜懸架(MacPherson Strut)式懸架裝置，雙A臂懸架裝置由于其構(gòu)造更容易大型化而易增加重量。因此，更加要求雙A臂懸架裝置的構(gòu)成部件、例如上述上臂及下臂，需要更加輕量化、小型化、高強度化以及低成本化。
[0006]專利文獻I中揭示了一種有關(guān)叉骨式懸架裝置的發(fā)明，該叉骨式懸架裝置包括上臂，該上臂通過對一張金屬板進行彎曲加工而被成形為A型，該上臂具有上部、內(nèi)側(cè)凸緣部及外側(cè)凸緣部。球窩接頭支撐部設(shè)置在上部的車體寬度方向外側(cè)的端部區(qū)域。襯套支撐部設(shè)置在內(nèi)側(cè)凸緣部中的車體寬度方向內(nèi)側(cè)端部。內(nèi)側(cè)凸緣部及外側(cè)凸緣部形成為，在車體寬度方向外側(cè)，外側(cè)凸緣部的上下方向的長度比內(nèi)側(cè)凸緣部的上下方向的長度長。此外，內(nèi)側(cè)凸緣部及外側(cè)凸緣部形成為，在車體寬度方向內(nèi)側(cè)，內(nèi)側(cè)凸緣部的上下方向的長度比外側(cè)凸緣部的上下方向的長度長。通過該發(fā)明，可實現(xiàn)上臂的輕量化及高剛性化。
[0007]由于該上臂是由一張金屬板原材料進行彎曲加工成形為A型而制造的，必然制造成本偏高，同時還不可避免地存在能彎曲加工的限度，因此難以成形為性能上理想的形狀，且成品率差。進而，更要求對該上臂進一步提升強度。
[0008]在專利文獻2中，揭示了一種將需要強度的部分作成雙重管構(gòu)造的懸架用臂。根據(jù)該發(fā)明，將補強用管材嵌合到需要強度的部分上，經(jīng)拉深加工、擠脹加工、壓制成型加工，制造出最終形態(tài)的懸架用臂。在該制造方法中，由于經(jīng)過復雜的加工工程，因此制品成品率差，難以低成本化。甚至，還存在未補強部分強度明顯變小的問題。
[0009]在此，本專利申請人此前在專利文獻3中揭示了有關(guān)彎曲加工裝置的發(fā)明。圖3是表示該彎曲加工裝置O的概略的說明圖。概略而言，在此發(fā)明中，如圖3所示，通過進給裝置3由上游側(cè)向下游側(cè)進給被支撐單元2支撐為能向軸向移動自如的金屬管或金屬棒(以下，統(tǒng)稱為“金屬管”)1，并在支撐單元2的下游對該金屬管I進行彎曲加工，以制造彎曲加工制品O
[0010]也就是說，高頻加熱線圈5在支撐單元2的下游，將金屬管I的局部極速加熱至可淬火的溫度區(qū)域。水冷裝置6在高頻加熱線圈5的下游，將被加熱的金屬管I急速冷卻。進而，移動滾模4至少具有一組進給金屬管I的同時又可支撐金屬管I的雙輥4a。移動滾模4在水冷裝置6的下游，通過向二維或三維方向移動，對金屬管I中的被高溫加熱的部分施加彎矩，以便進行金屬管I的彎曲加工。根據(jù)此發(fā)明，可在確保所期望的加工精度的同時，以高工作效率制造彎曲加工制品。
[0011]專利文獻1:日本特開2004 - 291963號公報
[0012]專利文獻2:日本特開平10 - 166823號公報
[0013]專利文獻3:國際公開第2006/93006號小冊
[0014]在專利文獻I及專利文獻2所揭示的上臂或臂的制造方法中，極難同時達到輕量、小型、高強度、高成品率，且低成本。尤其由于是具有多個工程的制造方法，因此制造時間長、制造成本增加、成品率差。
[0015]根據(jù)專利文獻3揭示的彎曲加工裝置，其前提條件是將具有圓形截面的金屬管作為原材料。若要使用該彎曲加工裝置制造雙A臂懸架裝置的上臂時，有必要將具有至少包含一對長邊的扁平截面的金屬制原材料，在包含該長邊的平面內(nèi)進行彎曲，從而制造在與一對長邊略平行的面內(nèi)進行彎曲的彎曲加工制品。
[0016]但是，該彎曲加工，是將具有扁平截面的金屬制原材料向變形抵抗極大的方向進行彎曲，因此，有在該彎曲加工時發(fā)生原材料變形或破損、斷裂等的顧慮。因此目前為止，在使用該加工方法制造上臂及下臂方面毫無研宄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明的目的在于，實現(xiàn)構(gòu)成汽車雙A臂懸架裝置的上臂及下臂的更輕量化、小型化、高強度化、高成品率，且低成本化。
[0018]本發(fā)明者們仔細研宄了專利文獻3所揭示的彎曲加工裝置，結(jié)果判斷該彎曲加工裝置是極為嶄新的裝置，具有能夠容易且確實地加工迄今為止依據(jù)該領(lǐng)域?qū)I(yè)人士技術(shù)常識被認為不能加工的、具有復雜形狀的彎曲加工制品的能力。在此，本發(fā)明者們在針對該彎曲加工裝置進行了更進一步深度的研宄，發(fā)現(xiàn)如采用該彎曲加工裝置，可提供一種實現(xiàn)了更輕量化、小型化、高強度化、高成品率，且低成本化的臂材，完成了本發(fā)明。
[0019]本發(fā)明是有關(guān)一種汽車懸架裝置的臂材，具備由金屬制構(gòu)件形成的本體，更具體而言，是上臂臂材或下臂臂材。此外，金屬制構(gòu)件具有扁平且中空的封閉截面形狀，同時在長度方向上構(gòu)成一體，該封閉截面形狀具有相對配置的一對長邊。本體至少具有在與一對長邊略平行的面內(nèi)彎曲的第一彎曲部。
[0020]從其它的觀點來看，本發(fā)明提供一種臂材的制造方法，其特征在于具有下列步驟:(a)在沿著具有扁平且中空的封閉截面形狀的金屬制構(gòu)件的長度方向相對地進給該金屬制構(gòu)件的同時，在第一位置支撐該金屬制構(gòu)件；(b)在沿著金屬制構(gòu)件的進給方向位于第一位置下游的第二位置，對被進給的金屬制構(gòu)件的局部進行加熱；(C)在沿著金屬制構(gòu)件的進給方向位于第二位置下游的第三位置，冷卻該金屬制構(gòu)件在第二位置被加熱的部分；以及(d)在沿著金屬制構(gòu)件的進給方向位于第三位置下游的區(qū)域，至少在與一對的長邊略平行的面內(nèi)向二維或三維方向改變支撐金屬制構(gòu)件的支撐單元的位置，從而對金屬制構(gòu)件中的被加熱的部分施加彎矩，從而制造上述有關(guān)本發(fā)明的臂材。
[0021]在本發(fā)明中，本體較佳為，在長度方向上至少具備第一部分及第二部分，第一部分與第二部分之間具有第二彎曲部，以使第一部分中所包含的一對長邊與第二部分中所包含的一對長邊位于不同平面內(nèi)。
[0022]在本發(fā)明中，在臂材中進行球窩接頭支撐部及輪轂安裝部等的安裝孔等設(shè)置，最終形成上臂或下臂。
[0023]根據(jù)本發(fā)明提供一種構(gòu)成汽車的雙A臂懸架裝置的臂材。由于該臂材具有扁平且中空封閉的截面形狀，因此可實現(xiàn)更輕量化、小型化、高強度化、高成品率、且低成本化。
【附圖說明】
[0024]圖1是簡略化及概念化地表示有關(guān)本發(fā)明的雙A臂懸架裝置的上臂構(gòu)成例的說明圖。
[0025]圖2是模式性地表示有關(guān)本發(fā)明的臂材制造方法一例的說明圖。
[0026]圖3是表示本專利申請人在專利文獻3中揭示的有關(guān)本發(fā)明的彎曲加工裝置概略的說明圖。
[0027]附圖標記說曰月
[0028]1、金屬材料；1 - 1、金屬制構(gòu)件；2、支撐單元；3、進給裝置；4a、雙輥；4、移動滾模(移動支撐單元)；5、高頻加熱裝置；6、水冷裝置；10、雙A臂型懸架裝置；11、臂材；lla、臂材本體；12、13、長邊；14、封閉截面形狀；15、面；16、第一彎曲部；17、第一部分；18、第二部分；19、第二彎曲部。
【具體實施方式】
[0029]以下，參照附圖詳細說明用以實施本發(fā)明的最佳形態(tài)。而且，在后續(xù)的說明中，有關(guān)本發(fā)明的臂材選取構(gòu)成雙A臂懸架裝置的上臂臂材為例。但本發(fā)明并非僅局限于該樣態(tài)，同樣，構(gòu)成多連桿式懸架裝置的上臂臂材及下臂臂材也可適用。
[0030]
[0031]圖1為簡略化及概念化地表示有關(guān)本發(fā)明的雙A臂懸架裝置10的臂材11的構(gòu)成例的說明圖。
[0032]如該圖所示，該臂材11具有由金屬制構(gòu)件所形成的本體11a。本體Ila向長度方向構(gòu)成一體。本體Ila在其截面的周向上也構(gòu)成一體，但本發(fā)明并非僅局限于此，也可在周向上具有I個或2個以上的接合部(例如焊接部)。
[0033]本體Ila在其長度方向的全區(qū)域內(nèi)，具有扁平且中空的封閉截面形狀14。封閉截面形狀14具有相對配置的一對長邊12、13。本體Ila至少在與一對長邊12、13略平行的面15內(nèi)具有第一彎曲部16。第一彎曲部16進行二維彎曲。
[0034]此外，如同圖1中點劃線所示，該本體Ila向長度方向至少具有第一部分17及第二部分18。
[0035]本體Ila在第一部分17與第二部分18之間具有第二彎曲部19。由此，本體Ila具有使第一部分17中包含的一對長邊12、13及第二部分18中包含的一對長邊12、13位