(57)【要約】  このトーションビーム製造方法は、長手方向に直交する断面が、一対の耳部を有する略Ｖ字形状または略Ｕ字形状の閉断面である一定形状閉断面部と、前記一定形状閉断面部に連なってかつ前記閉断面の形状が前記一定形状閉断面部から離れるに従って変化する形状変化部と、を備えるトーションビームを製造する方法であって、少なくとも前記形状変化部の、前記一対の耳部それぞれの両外側面を支持した状態で、前記一対の耳部の膨らみに抗するように前記一対の耳部それぞれを外方より押圧して一対の増肉部を形成する増肉工程を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に直交する断面が、一対の耳部を有する略Ｖ字形状または略Ｕ字形状の閉断面である一定形状閉断面部と、前記一定形状閉断面部に連なってかつ前記閉断面の形状が前記一定形状閉断面部から離れるに従って変化する形状変化部と、を備えるトーションビームを製造する方法であって、
少なくとも前記形状変化部の、前記一対の耳部それぞれの両外側面を支持した状態で、前記一対の耳部の膨らみに抗するように前記一対の耳部それぞれを外方より押圧して一対の増肉部を形成する増肉工程を有する
ことを特徴とするトーションビーム製造方法。
【請求項２】
前記増肉工程では、前記一対の耳部を除き、前記閉断面の内側面を支持した状態で、前記一対の耳部を押圧することを特徴とする請求項１に記載のトーションビーム製造方法。
【請求項３】
前記増肉工程では、前記増肉部における板厚の最大値が、同断面での前記増肉部以外の部分における板厚の１．０１〜１．５０倍となるように、前記一対の耳部を押圧することを特徴とする請求項１または２に記載のトーションビーム製造方法。
【請求項４】
長手方向に直交する断面が、一対の耳部を有する略Ｖ字形状または略Ｕ字形状の閉断面である一定形状閉断面部と、前記一定形状閉断面部に連なってかつ前記閉断面の形状が前記一定形状閉断面部から離れるに従って変化する形状変化部と、を備えるトーションビームを製造する装置であって、
前記一対の耳部双方の両外側面を支持する第１の金型と；
前記一対の耳部双方の頂部を外方より前記閉断面の内方に向かって押圧する第２の金型と；
を備えることを特徴とするトーションビーム製造装置。
【請求項５】
前記閉断面内のうち、前記一対の耳部を除く内側面を支持する第３の金型をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のトーションビーム製造装置。
【請求項６】
長手方向に直交する断面が、一対の耳部を有する略Ｖ字形状または略Ｕ字形状の閉断面である一定形状閉断面部と；
前記一定形状閉断面部に連なってかつ前記閉断面の形状が前記一定形状閉断面部から離れるに従って変化する形状変化部と；
を備え、
少なくとも前記形状変化部における前記一対の耳部それぞれが、これら一対の耳部以外の部分よりも板厚が増した増肉部をなし；
前記各増肉部それぞれの前記板厚の最厚位置における残留応力が、同最厚位置の外表面におけるビッカース硬度から推定される引張強度の７０％以下である；
ことを特徴とするトーションビーム。
【請求項７】
前記最厚位置における前記板厚が、同じ断面における前記増肉部以外の部分の板厚の１．０１〜１．５０倍であることを特徴とする請求項６に記載のトーションビーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車のトーションビーム式サスペンション装置に適用されて金属疲労が抑制されたトーションビームを製造する、トーションビーム製造方法及びトーションビーム製造装置に関する。また、本発明は、これらトーションビーム製造方法及びトーションビーム製造装置によって製造されたトーションビームに関する。
本願は、２０１６年０５月１０日に、日本国に出願された特願２０１６−０９４８１９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、自動車用サスペンションシステムの一形態としてトーションビーム式サスペンション装置が広く普及している。
トーションビーム式サスペンション装置は：左右の車輪を回転自在に支持する左右一対のトレーリングアームがトーションビームによって連結され、さらに、左右一対のスプリング受部がトーションビームの左右端近傍に接合されたトーションビームアッセンブリと；トーションビーム及び車体間を連結するスプリング及びアブソーバと；を備える。そして、トーションビームが、車体の左右から中央側に向かって伸びるピボット軸を介して、車体に対して揺動可能に接続されている。【０００３】
トーションビームは、例えば、プレス成形やハイドロフォーム成形により金属管を塑性加工することで形成されており、トーションビームの長手方向に直交する断面が、トレーリングアームとの取付部から一定形状閉断面部に向かって略Ｖ字形状又は略Ｕ字形状の閉断面に形成されている（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
トーションビームは、一定形状閉断面部と、左右のトレーリングアームと接続される取付部と、一定形状閉断面部及び取付部間に位置する長手方向形状変化部（徐変部）とを備えており、車体が路面から外力を受けた場合に、主としてトーションビームの捻れ剛性により車体のロール剛性を確保している。【０００５】
一方、トーションビームが充分なロール剛性を有していたとしても、トーションビームは、車輪やトレーリングアームを介して路面から種々の外力を受けるため、このような外力に起因して複雑な応力分布が発生する。
そのため、路面から種々の外力を受けた場合でも、金属疲労の進展を抑制する必要があり、このような金属疲労を抑制するために種々の技術が開発されている（例えば、特許文献２、３、４参照。）。【０００６】
特許文献２に記載の技術は、トーションビームをプレス成形した後に、焼き入れ、焼き戻し、ショットピーニングを行って、トーションビームの外側表面を硬化させることにより、トーションビームの疲労特性を向上させる。【０００７】
特許文献３に記載の技術は、熱処理後に表面硬度が高くなる鋼管を用いることにより、トーションビームの表面硬度を向上させて、トーションビームの疲労特性を向上させる。【０００８】
特許文献４に記載の技術は、トーションビームに引張応力を付与することにより、トーションビームの残留応力を低減させて疲労特性を向上させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】日本国特開２０１１−６３５号公報
【特許文献２】日本国特開２００１−１２３２２７号公報
【特許文献３】日本国特開２００８−０６３６５６号公報
【特許文献４】日本国特開２０１３−０９１４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２〜４に記載の技術を適用してトーションビームの疲労特性を向上させることは、必ずしも容易とは言えない上に、設備投資等のイニシャルコストや製造ランニングコストが増大する問題がある。そこで、疲労特性が優れたトーションビームを、容易かつ効率的に製造することが可能なトーションビーム製造技術が望まれている。【００１１】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、疲労特性に優れたトーションビームの提供を目的とする。また、本発明は、このようなトーションビームを容易かつ効率的に製造することが可能な、トーションビーム製造方法及びトーションビーム製造装置の提供も目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の発明者らは、自動車のトーションビーム式サスペンション装置に用いられるトーションビームの疲労特性を向上させるための技術について鋭意研究した。その結果、略Ｖ字形状又は略Ｕ字形状の閉断面において、凹側外面をなす第１壁部と凸側外面をなす第２壁部との間を接続する折返し壁部（耳部）に応力が集中しやすく、折返し壁部の肉厚を第１壁部及び第２壁部よりも厚肉に加工することにより、折返し壁部に集中する応力を効率的に緩和することができ、トーションビームの疲労特性を効率的に向上させることが可能であるとの知見を得た。
そして、折返し壁部を厚肉に加工する際に、閉断面に沿った圧縮応力を生じさせることにより、折返し壁部の残留応力を減少させて金属疲労の進展を抑制する上で大きな効果が得られることを見出した。【００１３】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
（１）本発明の一態様に係るトーションビーム製造方法は、長手方向に直交する断面が、一対の耳部を有する略Ｖ字形状または略Ｕ字形状の閉断面である一定形状閉断面部と、前記一定形状閉断面部に連なってかつ前記閉断面の形状が前記一定形状閉断面部から離れるに従って変化する形状変化部と、を備えるトーションビームを製造する方法であって、少なくとも前記形状変化部の、前記一対の耳部それぞれの両外側面を支持した状態で、前記一対の耳部の膨らみに抗するように前記一対の耳部それぞれを外方より押圧して一対の増肉部を形成する増肉工程を有する。
前記増肉工程前では、一対の耳部を含む各部に残留応力が生じている。上記（１）に記載の態様によれば、この残留応力を、増肉工程において、一対の耳部を外方より押圧して塑性変形させることによって、解消または低減させることができる。このような残留応力の解消または低減は、従来ではハイドロフォーム成形などの特殊加工をしない限り成し得ず、大変な手間を要していた。本態様はこのような手間を要せずに単純なプレス加工で残留応力を落とすことができる。【００１４】
（２）上記（１）に記載のトーションビーム製造方法では、前記増肉工程において、前記一対の耳部を除き、前記閉断面の内側面を支持した状態で、前記一対の耳部を押圧してもよい。
上記（２）の場合、一対の耳部以外の部分を支持して変形を防ぐことが出来るので、一対の耳部に対して付与する押圧力を、一対の耳部の増肉加工に集中させることができる。その結果、一対の耳部を含む各部の残留応力をより確実に解消または低減することが可能になる。【００１５】
（３）上記（１）または（２）に記載のトーションビーム製造方法では、前記増肉工程において、前記増肉部における板厚の最大値が、同断面での前記増肉部以外の部分における板厚の１．０１〜１．５０倍となるように、前記一対の耳部を押圧してもよい。【００１６】
（４）本発明の一態様に係るトーションビーム製造装置は、長手方向に直交する断面が、一対の耳部を有する略Ｖ字形状または略Ｕ字形状の閉断面である一定形状閉断面部と、前記一定形状閉断面部に連なってかつ前記閉断面の形状が前記一定形状閉断面部から離れるに従って変化する形状変化部と、を備えるトーションビームを製造する装置であって、前記一対の耳部双方の両外側面を支持する第１の金型と；前記一対の耳部双方の頂部を外方より前記閉断面の内方に向かって押圧する第２の金型と；を備える。
上記（４）に記載の態様のトーションビーム製造装置で増肉加工する前は、一対の耳部を含む各部に残留応力が生じている。本態様では、第１の金型により一対の耳部双方の両外側面を支持した状態で、第２の金型により一対の耳部双方の頂部を外方より閉断面の内方に向かって押圧して塑性変形させることによって、残留応力を解消または低減させることができる。このような残留応力の解消または低減は、従来ではハイドロフォーム成形などの特殊加工をしない限り成し得ず、大変な手間を要していた。本態様はこのような手間を要せずに単純なプレス加工で残留応力を落とすことができる。【００１７】
（５）上記（４）に記載のトーションビーム製造装置では、前記閉断面内のうち、前記一対の耳部を除く内側面を支持する第３の金型をさらに備えてもよい。
上記（５）の場合、一対の耳部以外の部分を第３の金型で内方より支持して変形を防ぐことが出来るので、一対の耳部に対して付与する押圧力を、一対の耳部の増肉加工に集中させることができる。その結果、一対の耳部を含む各部の残留応力をより確実に解消または低減することが可能になる。【００１８】
（６）本発明の一態様に係るトーションビームは、長手方向に直交する断面が、一対の耳部を有する略Ｖ字形状または略Ｕ字形状の閉断面である一定形状閉断面部と；前記一定形状閉断面部に連なってかつ前記閉断面の形状が前記一定形状閉断面部から離れるに従って変化する形状変化部と；を備え、少なくとも前記形状変化部における前記一対の耳部それぞれが、これら一対の耳部以外の部分よりも板厚が増した増肉部をなし；前記各増肉部それぞれの前記板厚の最厚位置における残留応力が、同最厚位置の外表面におけるビッカース硬度から推定される引張強度の７０％以下である。
増肉部が形成される前の一対の耳部には、これら一対の耳部を含む各部に残留応力が生じていた。しかし、上記（６）に記載の態様のトーションビームは、上記（１）に記載の態様のトーションビーム製造方法または上記（４）に記載の態様のトーションビーム製造装置で製造されたものであり、上述の理由により残留応力が解消または低減されている。そして、その結果、各増肉部それぞれの板厚の最厚位置における残留応力が、同最厚位置の外表面におけるビッカース硬度から推定される引張強度の７０％以下となる。【００１９】
（７）上記（６）に記載のトーションビームは、前記最厚位置における前記板厚が、同じ断面における前記増肉部以外の部分の板厚の１．０１〜１．５０倍であってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の上記各態様によれば、疲労特性に優れたトーションビームを提供できる。また、このようなトーションビームを容易かつ効率的に製造することが可能な、トーションビーム製造方法及びトーションビーム製造装置も提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るトーションビーム式リアサスペンション装置の概略構成を説明する斜視図である。
【図２】同実施形態に係るトーションビームアッセンブリの概略構成を説明する図であって、下方より見た斜視図である。
【図３】同実施形態に係るトーションビームの概略構成を説明する斜視図である。
【図４】同トーションビームの長手方向形状変化部の概略構成を説明する斜視図である。
【図５Ａ】同トーションビームの概略構成を示す断面図であり、図４に矢視ＶＡ−ＶＡで示す閉断面である。
【図５Ｂ】同トーションビームの概略構成を示す断面図であり、図４に矢視ＶＢ−ＶＢで示す閉断面である。
【図６】同実施形態に係るトーションビームの製造工程の一例を説明するフローチャートである。
【図７Ａ】同実施形態に係るトーションビーム製造装置の一例を説明する正面図である。
【図７Ｂ】同実施形態に係るトーションビーム製造装置の一例を説明する図であり、図７Ａにおいて矢視ＶＩＩＢ−ＶＩＩＢで示す断面図である。
【図７Ｃ】同実施形態に係るトーションビーム製造装置の一例を説明する図であり、図７Ａにおいて矢視ＶＩＩＣ−ＶＩＩＣで示す断面図である。
【図８Ａ】同実施形態に係るトーションビームの製造工程の一例を図７Ｂの位置について説明する図であり、トーションビーム素材を下固定型に配置した状態を示す断面図である。
【図８Ｂ】同実施形態に係るトーションビームの製造工程の一例を図７Ｂの位置について説明する図であり、下固定型にセットしたトーションビーム素材にパンチ型を挿入した状態を示す断面図である。
【図８Ｃ】同実施形態に係るトーションビームの製造工程の一例を図７Ｂの位置について説明する図であり、下固定型にセットしたトーションビーム素材を上可動型で押圧した状態を示す断面図である。
【図８Ｄ】同実施形態に係るトーションビームの製造工程の一例を図７Ｂの位置について説明する図であり、上可動型、下固定型、パンチ型で拘束したトーションビーム素材の折返し壁部（耳部）を押圧する状態を示す断面図である。
【図９Ａ】同実施形態に係るトーションビームの製造工程の一例を図７Ｃの位置について説明する図であり、トーションビーム素材を下固定型に配置した状態を示す断面図である。
【図９Ｂ】同実施形態に係るトーションビームの製造工程の一例を図７Ｃの位置について説明する図であり、下固定型にセットしたトーションビーム素材を上可動型で押圧した状態を示す断面図である。
【図９Ｃ】同実施形態に係るトーションビームの製造工程の一例を図７Ｃの位置について説明する図であり、上可動型と下固定型で拘束したトーションビーム素材の折返し壁部（耳部）を押圧する状態を示す断面図である。
【図１０Ａ】同実施形態に係るトーションビームの製造過程において、トーションビーム素材を成形する際の増肉処理予定部に発生する応力を示す図である。
【図１０Ｂ】同実施形態に係るトーションビームの製造過程において、増肉処理予定部を増肉処理する際に発生する応力を示す図である。
【図１０Ｃ】同実施形態に係るトーションビームの製造過程において、増肉処理部における残留応力を示す図である。
【図１１】本発明の効果を検証するための解析に用いた一実施例を示す斜視図であって、（Ａ）が準備工程、（Ｂ）がプレス加工工程、（Ｃ）が加工後のトーションビームを示す。
【図１２】同実施例における加工後のトーションビーム内の残留応力分布を示す断面図であって、（Ａ）が増肉工程を行わない比較例を示し、（Ｂ）及び（Ｃ）が増肉工程を行った本発明例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るトーションビーム式リアサスペンション装置（トーションビーム式サスペンション装置）の概略構成を示す斜視図である。同図において、符号１はトーションビーム式リアサスペンション装置を示し、符号２はトーションビームアッセンブリを示し、符号１０はトーションビームを示している。なお、図１に示した符号Ｆは、このトーションビーム式リアサスペンション装置１が搭載される車両（不図示）の前方を示し、符号Ｒは後方を示している。
【００２３】
トーションビーム式リアサスペンション装置１は、図１に示すように、例えば、トーションビームアッセンブリ２と、トーションビームアッセンブリ２及び車体（不図示）間を連結するスプリング３及びアブソーバと４と、を備えている。
トーションビームアッセンブリ２は、左右の車輪ＷＬ、ＷＲを左右一対のトレーリングアーム５によって支持するとともに、前記車体の左右から車体の少し前方中央側に向かって伸びるピボット軸ＪＬ、ＪＲを介して前記車体と連結されている。そして、トーションビームアッセンブリ２は、前記車体に対して揺動可能である。
【００２４】
トーションビームアッセンブリ２は、図２に示すように、例えば、左右一対のトレーリングアーム（アーム）５と、これらトレーリングアーム５間を連結するトーションビーム１０と、スプリング３を支持する左右一対のスプリング受部３Ａとを備えている。また、緩衝装置であるアブソーバ４の一端側が、図示しない緩衝受部に接続されている。
なお、本実施形態において、トーションビーム１０は、図１、図２に示すように、上側に凸とされた略Ｖ字形状の閉断面形状を有している。
【００２５】
トレーリングアーム５は、図２に示すように、例えば、トレーリングアーム本体５Ａと、トレーリングアーム本体５Ａのフロント側端に接続されてピボット軸Ｊを介して前記車体に支持されるピボット取付部材５Ｆと、トレーリングアーム本体５Ａのリア側端に連結されて車輪ＷＬ、ＷＲを支持する車輪取付部材５Ｒとを備えている。
【００２６】
スプリング受部３Ａは、トーションビーム１０を間に挟んでピボット取付部材５Ｆの反対側に配置されており、スプリング３の一端側が取付けられる。路面から受けた荷重は、車輪ＷＬ、ＷＲ、トレーリングアーム５、及びスプリング３を介して前記車体に伝達する。
【００２７】
以下、図３〜図５Ｂを参照して、本実施形態に係るトーションビーム１０について説明する。
図３は、本実施形態に係るトーションビーム１０の概略構成を説明する斜視図である。図４は、トーションビーム１０の長手方向形状変化部近傍を説明する斜視図である。図５Ａ、図５Ｂは、トーションビーム１０の断面図であり、図５Ａが図４における矢視ＶＡ−ＶＡでの断面を示し、図５Ｂが図４における矢視ＶＢ−ＶＢでの断面を示している。
【００２８】
トーションビーム１０は、図３、図４に示すように、長手方向の中央側に形成されて略Ｖ字形状の一定形状の閉断面を有する一定形状閉断面部１１と、長手方向形状変化部１２と、取付閉断面部１３と、取付閉断面部１３の外側端部に形成されて略楕円形の閉断面形状を有してかつ、トレーリングアーム５が取付けられる取付部１４とを備えている。
【００２９】
一定形状閉断面部１１、長手方向形状変化部１２、取付閉断面部１３、取付部１４は、トーションビーム１０の長手方向中央から両端に向かってこの順に形成されている。
【００３０】
一定形状閉断面部１１は、図３、図４に示すように、トーションビーム１０の長手方向の中央側に位置していて、その長手方向両端において各長手方向形状変化部１２と接続されている。
一定形状閉断面部１１は、トーションビーム１０をその長手方向に垂直な断面で見た場合に、略Ｖ字形状又は略Ｕ字形状の略一定閉断面形状が前記長手方向に沿って連続して形成されている部分である。本実施形態のトーションビーム１０は、車体前後方向で対称となる形状を有している。なお、一定形状閉断面部１１において、略Ｖ字形状又は略Ｕ字形状の凹側を構成する壁部の谷部（底部）に、部分的な凹凸が形成されていてもよい。
【００３１】
図４に示すように、長手方向形状変化部１２は、トーションビーム１０の長手方向中央寄りが一定形状閉断面部１１に接続され、長手方向外方が取付閉断面部１３に接続されている。
また、長手方向形状変化部１２は、トーションビーム１０の長手方向と直交する閉断面が、一定形状閉断面部１１から取付閉断面部１３に向かって次第に変化している。すなわち、形状変化部１２は、略Ｖ字形状又は略Ｕ字形状の凹側を構成する壁部の谷部（底部）の深さが、長手方向外方（車両幅方向外方）に向かって漸次浅くなる部分である。なお、形状変化部１２の途中に、谷部（底部）が一段と浅くなる箇所が部分的に形成されていてもよい。
【００３２】
長手方向形状変化部１２は、図４の矢視ＶＡ−ＶＡで示す断面である図５Ａに示すように、略Ｖ字形状の閉断面において凹側外面をなす第１壁部１１０と、同閉断面において凸側外面をなす第２壁部１２０と、これら第１壁部１１０及び第２壁部１２０それぞれの両端部をなして閉断面において外方に膨出する二つの折返し壁部１３０（一対の耳部）と、を備えている。各折返し壁部１３０には、増肉処理部１４０が形成されている。
【００３３】
増肉処理とは、増肉処理予定部を第１壁部１１０及び第２壁部１２０の双方よりも厚肉に成形する加工を言う。
【００３４】
また、折返し壁部１３０とは、第１壁部１１０及び第２壁部１２０の両端部を含み、略Ｖ字形状又は略Ｕ字形状の閉断面において内方から外方に膨出するとともに、第１壁部側折返し点１３１と第２壁部側折返し点１３２との間に位置する壁部である。
【００３５】
増肉処理部１４０は、この実施形態において、トーションビーム１０のうち、取付閉断面部１３を除く全長、すなわち一定形状閉断面部１１及び長手方向形状変化部１２に形成されている。しかしながら、この形態のみに限らず、形状変化部１２のみに増肉処理部１４０を形成してもよい。形状変化部１２は長手方向に沿って形状が変化する部分であって特に強度が求められるため、少なくとも形状変化部１２に増肉処理部１４０を形成することが有効である。
【００３６】
なお、増肉処理部１４０を形成すると、板厚がトーションビーム１０の周方向及び全長の双方にわたって均一な場合と比較して、ロール剛性が高くなる。一方、車体設計においては、トーションビーム１０に求められるロール剛性が所定範囲内に決められているので、実製品であるトーションビーム１０のロール剛性は、設計値より高くても低くても好ましくない。したがって、ロール剛性を所定の設計値に近付けることと、残留応力の低減とを、同時に達成することが求められる。例えば、増肉部の形成によってロール剛性が設計値から外れてしまうようであれば、設計段階でトーションビーム１０の太さ（周長）を予め細くしておくことで、上記の２条件を両立させることが出来る。
【００３７】
長手方向形状変化部１２において、第１壁部１１０と第２壁部１２０とは互いに離隔して形成されていて、第１壁部１１０と第２壁部１２０との間には略Ｖ字形状の中空部１５０Ａが形成されている。
また、長手方向形状変化部１２は、車体前後方向に対称な形状を有している。
【００３８】
折返し壁部１３０は、図５Ａに示すように、第１壁部側折返し点１３１と第２壁部側折返し点１３２との間に形成されている。
【００３９】
増肉処理部１４０は、例えば、二つの折返し壁部１３０の閉断面に沿う方向の全長にわたって形成されている。すなわち、増肉処理部１４０は、第１壁部１１０と板厚の等しい第１壁部側折返し点１３１から閉断面に沿って徐々に板厚が増して頂部で最大肉厚となり、今度は頂部より閉断面に沿って徐々に板厚が減っていき、そしてついには第２壁部１２０と板厚の等しい第２壁部側折返し点１３２に至る形状をなしている。
【００４０】
増肉処理部１４０の最大肉厚（ｍｍ）は、第１壁部１１０及び第２壁部１２０の板厚（例えば、１．０ｍｍ〜５．０ｍｍ）に対して、例えば、１０１％〜１５０％（１．０１〜１．５０倍。より好ましくは１．０５倍〜１．５０倍）とされていて、第１壁部１１０及び第２壁部１２０の各端部から最大肉厚部分に向かって次第に厚肉化されている。
なお、各部板厚の測定に関し、増肉処理部１４０については最大肉厚を用い、増肉処理部１４０以外については肉厚を複数点測定してそれらの平均値を用いることが好ましい。
【００４１】
一定形状閉断面部１１は、図４の矢視ＶＢ−ＶＢに示す断面である図５Ｂに示すように、略Ｖ字形状の閉断面において凹側外面をなす第１壁部１１０と、同閉断面において凸側外面をなす第２壁部１２０と、これら第１壁部１１０及び第２壁部１２０それぞれの両端部に接続されて外方に膨出する二つの折返し壁部１３０と、を備えている。各折返し壁部１３０には、増肉処理部１４０が形成されている。
第１壁部１１０と第２壁部１２０とは、密着部１５０Ｂを介して互いに接触している。
【００４２】
折返し壁部１３０は、図５Ｂに示すように、第１壁部側折返し点１３１と第２壁部側折返し点１３２の間に形成されている。
【００４３】
増肉処理部１４０は、二つの折返し壁部１３０の閉断面に沿う方向の全長にわたって形成されている。
【００４４】
増肉処理部１４０の最大肉厚（ｍｍ）は、第１壁部１１０及び第２壁部１２０の板厚（例えば、１．０ｍｍ〜５．０ｍｍ）に対して、例えば、１０１％〜１５０％（１．０１〜１．５０倍。より好ましくは１．０５倍〜１．５０倍）とされていて、第１壁部１１０及び第２壁部１２０の各端部から最大肉厚部分に向かって次第に厚肉化されている。
【００４５】
取付閉断面部１３は、トーションビーム１０の長手方向において長手方向形状変化部１２の外方側に形成されていて、外側端部は取付部１４とされている。取付閉断面部１３は、取付部１４と同様の略楕円形状の閉断面を有している。取付閉断面部１３は、形状変化部１２の長手方向外方（車両幅方向外方）に配置され、略Ｖ字形状又は略Ｕ字形状をなす凹部が形成されていない部分を言う。
【００４６】
次に、図６を参照して、本実施形態に係るトーションビーム１０の製造工程の概略について説明する。図６は、トーションビーム１０の製造工程を示すフローチャートである。図６において、一重枠のブロックは物品を示しており、二重枠のブロックは工程を示している。
【００４７】
以下、図６を参照して、トーションビーム１０の製造工程について説明する。
（１）金属材料管を準備する（ステップＳ１０１）。
準備する金属材料管としては、例えば、肉厚が均一な円形鋼管を用いることが可能である。
（２）次に、金属材料管をプレス加工する（ステップＳ１０２）。
金属材料管のプレス加工では、トーションビーム１０の外形のうち、増肉処理部１４０以外の部分は最終形状に成形され、増肉処理部１４０と対応する部分については増肉処理予定部として、トーションビーム１０の外形よりも外方に変位した形状に成形される。
（３）上記（２）における金属材料管のプレス加工（ステップＳ１０２）により、トーションビーム素材が形成される（ステップＳ１０３）。
（４）次いで、トーションビーム素材の増肉処理予定部を押圧して増肉処理部１４０とする増肉処理を行う（ステップＳ１０４）。
（５）上記（４）における増肉処理により、トーションビーム１０が成形される（ステップＳ１０５）。
【００４８】
本実施形態に係るトーションビーム製造方法では、ステップＳ１０４において、少なくとも長手方向形状変化部１２の、折返し壁部１３０（一対の耳部）それぞれの両外側面を支持した状態で、折返し壁部１３０の膨らみに抗するように、折返し壁部１３０それぞれの頂部を外方より内方に向かって押圧して一対の増肉部を形成する増肉工程を行っている。
この増肉工程前の各折返し壁部１３０には、これら折返し壁部１３０を形成した際の残留応力が生じている。この残留応力を、前記増肉工程において、折返し壁部１３０を外方より押圧して塑性変形させることによって、解消または低減させている。このようにして増肉された折返し壁部１３０は、他の部位に比べて、加工硬化により硬度が増しているが残留応力は低減され、そして板厚も増している。
【００４９】
特に残留応力について述べると、本実施形態のトーションビーム１０は、折返し壁部１３０それぞれの板厚の最厚位置（頂部）における残留応力が、同最厚位置の外表面におけるビッカース硬度から推定される引張強度の７０％以下となっている。
【００５０】
トーションビーム１０の疲労強度向上を考えた場合、耳部をなす折返し壁部１３０での残留応力を特に解消または低減させることが効果的であるため、本実施形態では一対の折返し壁部１３０を加圧して増肉させている。この時の加圧力は、主に、一対の折返し壁部１３０の増肉に用いられるが、これら折返し壁部１３０以外の部分にも結果的に伝わることとなる。より具体的に言うと、例えば図５Ｂにおいて、Ｖ字形状をなす第２壁部１２０の底部１２０ｂからその両側の第２壁部側折返し点１３２に至る部分１２０ａと、同じくＶ字形状をなす第１壁部１１０の底部１１０ｂからその両側の第１壁部側折返し点１３１に至る部分１１０ａとの双方にも、閉断面に沿った圧縮力が加わることになる。この圧縮力は、部分１１０ａ，１２０ａの双方における残留応力を解消または低減させる。このように、本実施形態の増肉加工は、一対の折返し壁部１３０における残留応力の解消または低減を主目的として行われるが、副次的に、その他の部分の残留応力も同時に、解消または低減可能となっている。
【００５１】
なお、ビッカース硬度から引張強度を推定する際には、例えば、ＳＡＥ（自動車技術者協会：Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）の規格であるＳＡＥ  Ｊ  ４１７に規定されている、ビッカース硬度と引張強さとの換算表及び近似式（下記（１）式）を用いることができる。この（１）式において、ＴＳは単位ＭＰａの引張強さを示し、Ｈｖはビッカース硬度を示す。
【００５２】
ＴＳ＝３．１２×Ｈｖ＋１６・・・（１）式
【００５３】
また、各折返し壁部１３０それぞれの板厚の最厚位置（頂部）における残留応力は、同最厚位置の外表面に対してＸ線測定を行うことで求められる。このＸ線測定に用いる機器としては、例えば下記装置を好適に用いることが出来る。
・装置名  ：（株）リガク製  ＰＳＰＣ／ＭＳ  Ｆ−２Ｍ
・特性Ｘ線：ＣｒＫα
・走査方法：２θ−ｓｉｎ２Ψ法（側傾法）
【００５４】
なお、ステップＳ１０４における増肉処理において、ステップＳ１０２で増肉処理予定部が形成されて所定時間が経過した後に増肉処理するか、または、増肉処理予定部が形成された直後に引き続き増肉処理するかについては、任意に設定することができる。
【００５５】
次に、図７Ａ〜図７Ｃを参照して、本実施形態に係るトーションビーム製造装置の概略構成について説明する。図７Ａ〜図７Ｃにおいて、符号１００はトーションビーム製造装置を示している。
【００５６】
図７Ａは、本実施形態に係るトーションビーム製造装置の一例を説明する正面図である。図７Ｂは、図７Ａに矢視ＶＩＩＢ−ＶＩＩＢで示すトーションビーム製造装置１００の断面図である。図７Ｃは、図７Ａにおいて矢視ＶＩＩＣ−ＶＩＩＣで示すトーションビーム製造装置１００の断面図である。
【００５７】
トーションビーム製造装置１００は、例えば、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃに示すように、下固定型（第２壁部支持型）Ｄ１１０と、上可動型（第１壁部支持型）Ｄ１２０と、パンチ型Ｐ１００と、増肉処理押圧部材Ｄ１３０と、上可動型押圧スプリングＳ１００とを備えている。
【００５８】
下固定型Ｄ１１０は、トーションビーム素材Ｍ１０及びトーションビーム１０の第２壁部１２０を成形するプレス成形下型を兼ねている。上可動型Ｄ１２０は、トーションビーム素材Ｍ１０の第１壁部１１０を成形するプレス成形上型を兼ねている。
【００５９】
また、下固定型Ｄ１１０と、上可動型Ｄ１２０と、パンチ型Ｐ１００は、トーションビーム素材支持部材を構成している。
そして、トーションビーム素材支持部材は、トーションビーム素材Ｍ１０の支持部位（例えば、増肉処理予定部以外の支持可能な部位）を支持して、増肉処理予定部以外が増肉処理する際に変形するのを抑制する。
【００６０】
トーションビーム素材Ｍ１０は、例えば、図７Ｂ、図７Ｃに示すように、略Ｖ字状の閉断面において凹側外面をなす第１壁部１１０と、凸側外面をなす第２壁部１２０と、折返し壁部１３０と対応する折返し壁部予定部Ｍ１３０と、折返し壁部予定部Ｍ１３０間に形成されて増肉処理部１４０と対応する増肉処理予定部Ｍ１４０と、を備えている。
【００６１】
トーションビーム素材Ｍ１０の第１壁部１１０、第２壁部１２０については、トーションビーム１０と同じ形状である。
一方、トーションビーム素材Ｍ１０の折返し壁部予定部Ｍ１３０、及び増肉処理予定部Ｍ１４０については、トーションビーム１０と形状が相違する。
【００６２】
下固定型（第２壁部支持型）Ｄ１１０には、第２壁部支持凹部Ｄ１１０Ｕが形成されていて、この第２壁部支持凹部Ｄ１１０Ｕにトーションビーム素材Ｍ１０の第２壁部１２０を配置して、トーションビーム素材Ｍ１０の第２壁部１２０側を下方から支持する。
【００６３】
上可動型（第１壁部支持型）Ｄ１２０には、第１壁部支持押圧部Ｄ１２０Ｐが形成されていて、この第１壁部支持押圧部Ｄ１２０Ｐによってトーションビーム素材Ｍ１０の第１壁部１１０を上方から押圧して、支持する。
【００６４】
パンチ型Ｐ１００は、トーションビーム素材Ｍ１０の両端開口部（取付部１４）から、トーションビーム素材Ｍ１０の取付閉断面部１３、長手方向形状変化部１２内に挿入可能であり、トーションビーム素材Ｍ１０の各部を内方から支持する。
【００６５】
増肉処理押圧部材Ｄ１３０は、ガイド部Ｄ１３０Ａと、増肉処理部形成凹部Ｄ１３０Ｕとを備えている。
増肉処理押圧部材Ｄ１３０は、下固定型Ｄ１１０、上可動型Ｄ１２０、パンチ型Ｐ１００（トーションビーム素材支持部材）によって支持されたトーションビーム素材Ｍ１０の増肉処理予定部Ｍ１４０を外方から内方に向かって押圧する。
【００６６】
上可動型押上スプリングＳ１００は、増肉処理押圧部材Ｄ１３０と上可動型（第１壁部支持型）Ｄ１２０との間に装着されている。上可動型押上スプリングＳ１００は、プレス駆動部（不図示）によって増肉処理押圧部材Ｄ１３０を押圧した際に、第１壁部支持押圧部Ｄ１２０Ｐによって次第に圧縮されながらトーションビーム素材Ｍ１０の第１壁部１１０を押圧して支持する。
そして、前記プレス駆動部がさらに大きな押圧力により増肉処理押圧部材Ｄ１３０を押圧することで、増肉処理予定部Ｍ１４０を押圧して、増肉処理予定部Ｍ１４０を増肉処理する。
そして、前記プレス駆動部が増肉処理押圧部材Ｄ１３０を上昇させると、上可動型押上スプリングＳ１００は、伸長して、増肉処理押圧部材Ｄ１３０を上可動型（第１壁部支持型）Ｄ１２０から離間させる。
【００６７】
次に、図８Ａ〜図８Ｄを参照して、トーションビーム製造装置１００によってトーションビーム素材Ｍ１０をトーションビーム１０に成形する際の、図７Ｂの位置における加工について説明する。
【００６８】
（１）まず、図８Ａに示すように、トーションビーム素材Ｍ１０を下固定型Ｄ１１０の第２壁部支持凹部Ｄ１１０Ｕ内に配置して、第２壁部１２０をその下方から支持する。
（２）次に、図８Ｂに示すように、下固定型Ｄ１１０にセットしたトーションビーム素材Ｍ１０の両端部から中空部Ｍ１５０Ａにパンチ型Ｐ１００を挿入して、トーションビーム素材Ｍ１０を第１壁部１１０及び第２壁部１２０の内方から支持する。
（３）次いで、図８Ｃに示すように、前記プレス駆動部によって上可動型Ｄ１２０を矢印Ｔ１方向に下降させる。そして、第１壁部支持押圧部Ｄ１２０Ｐによって、トーションビーム素材Ｍ１０の第１壁部１１０を上方から押圧して支持する。
その結果、トーションビーム素材Ｍ１０の増肉処理予定部Ｍ１４０以外の部位が支持（拘束）される。
（４）次に、図８Ｄに示すように、下固定型Ｄ１１０、上可動型Ｄ１２０、パンチ型Ｐ１００により拘束されたトーションビーム素材Ｍ１０を、増肉処理押圧部材Ｄ１３０によって押圧する。
その結果、増肉処理部形成凹部Ｄ１３０Ｕによって増肉処理予定部Ｍ１４０が押圧されて塑性変形して増肉処理され、増肉処理部１４０が形成される。
【００６９】
次に、図９Ａ〜図９Ｃを参照して、トーションビーム製造装置１００によってトーションビーム素材Ｍ１０をトーションビーム１０に成形する際の、図７Ｃの位置における加工について説明する。
なお、以下の工程は、基本的には、図８Ａ〜図８Ｄを用いて説明した工程と同時に行うが、同時ではなく別々に行ってもよい。
【００７０】
（１）まず、図９Ａに示すように、トーションビーム素材Ｍ１０を下固定型Ｄ１１０の第２壁部支持凹部Ｄ１１０Ｕ内に配置して、第２壁部１２０をその下方から支持する。
（２）次に、図９Ｂに示すように、プレス駆動部（不図示）によって上可動型Ｄ１２０を矢印Ｔ１方向に下降させる。そして、第１壁部支持押圧部Ｄ１２０Ｐによって、トーションビーム素材Ｍ１０の第１壁部１１０を上方から押圧して支持する。
その結果、トーションビーム素材Ｍ１０の増肉処理予定部Ｍ１４０以外の部位が支持（拘束）される。
（３）次いで、図９Ｃに示すように、下固定型Ｄ１１０、上可動型Ｄ１２０により拘束されたトーションビーム素材Ｍ１０を増肉処理押圧部材Ｄ１３０によって押圧する。
その結果、増肉処理部形成凹部Ｄ１３０Ｕによって増肉処理予定部Ｍ１４０が押圧されて塑性変形して増肉処理され、増肉処理部１４０が形成される。
【００７１】
次に、図１０Ａ〜図１０Ｃを参照して、増肉処理予定部Ｍ１４０を増肉処理する際の作用について説明する。
【００７２】
（１）まず、図１０Ａに示すように、トーションビーム素材Ｍ１０を成形する際に金属材料管が塑性変形されると、付与した曲げモーメントＭＳによって、増肉処理予定部Ｍ１４０の外方側には引張応力が負荷される一方、増肉処理予定部Ｍ１４０の内方側には圧縮応力が負荷される。その結果、肉厚方向外方（外表面及び内表面）では塑性変形が生じ、肉厚方向内方（中央部分）では弾性変形が生じる。
その後、プレスの停止により曲げモーメントＭＳがなくなると、増肉処理予定部Ｍ１４０は、弾性変形に基づいて変形が復元され、複元前の弾性変形と塑性変形とによる応力分布から、弾性変形による複元変形時の応力変化を差し引いた差分が、最終的に残留応力として残る。
【００７３】
（２）次に、図１０Ｂに示すように、増肉処理予定部Ｍ１４０を矢印Ｔ２方向に押圧することで増肉処理予定部Ｍ１４０を塑性変形させる増肉処理をすると、増肉処理予定部Ｍ１４０には圧縮力ＰＳが作用して全体的に圧縮応力が生じる。そのため、曲げ外方側、内方側ともに圧縮応力状態になり、また、全域で塑性域となることから肉厚方向の応力値の変化が小さいものとなる。その結果として板厚方向の曲げモーメントＭＳは非常に小さなものとなり、圧縮力ＰＳを除去した際の弾性変形による複元量も非常に小さくなり、最終的な残留応力も非常に小さくなる。
以上により、折返し壁部１３０における残留応力が小さくなり、疲労強度が向上する。
【００７４】
本実施形態に係るトーションビーム製造装置１００を用いたトーションビーム製造方法によれば、トーションビーム素材Ｍ１０の予め設定した支持部位を支持して、増肉処理予定部を増肉処理することにより、折返し壁部１３０の疲労特性に優れたトーションビーム１０を効率的に製造することができる。なお、ここで言う「効率的に製造」とは、従来のような液圧を用いた複雑な成形加工を用いずとも、メカニカルな冷間成形だけで残留応力を落とせるという意味を示す。また、トーションビーム素材Ｍ１０の「予め設定した支持部位」とは、トーションビーム素材Ｍ１０の増肉処理予定部を増肉処理する際に支持する（拘束する）、増肉処理予定部以外の部位である。
【００７５】
また、増肉処理押圧部材Ｄ１３０によって増肉処理予定部Ｍ１４０を閉断面の外方から内方に押圧して、閉断面に沿って増肉処理予定部Ｍ１４０を圧縮しながら増肉処理するので疲労特性が優れたトーションビームを効率的に製造することができる。
【００７６】
本実施形態に係るトーションビーム製造装置１００を用いたトーションビーム製造方法によれば、トーションビーム素材Ｍ１０の第２壁部側１２０を支持する下固定型Ｄ１１０と、トーションビーム素材Ｍ１０の第１壁部１１０側を支持する上可動型Ｄ１２０と、トーションビーム素材Ｍ１０の第１壁部１１０及び第２壁部１２０を内方から支持するパンチ型Ｐ１００とによりトーションビーム素材Ｍ１０を支持（拘束）して、増肉処理押圧部材Ｄ１３０により増肉処理予定部Ｍ１４０を押圧するので、簡単な構成及び工程により、折返し壁部１３０に容易かつ効率的に増肉処理部１４０を形成することができる。
【００７７】
本実施形態に係るトーションビーム製造装置１００を用いたトーションビーム製造方法によれば、中空部１５０Ａをパンチ型Ｐ１００により内方から支持するので、中空部１５０Ａを変形させることなく、増肉処理部１４０を確実に増肉処理することができる。
その結果、トーションビーム１０の長手方向形状変化部１２、取付閉断面部１３、取付部１４を安定的かつ効率的に増肉処理することができる。
【００７８】
本実施形態に係るトーションビーム製造方法によれば、金属材料管を塑性加工して、トーションビーム素材Ｍ１０を成形するので、トーションビーム素材Ｍ１０を効率的に成形することができる。
その結果、疲労特性が優れたトーションビーム１０を効率的に製造することができる。
【００７９】
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。
例えば、上記実施形態においては、トーションビーム１０が車体に搭載した場合に上側に凸とされる略Ｖ字形状に形成されている場合について説明したが、略Ｕ字形状に形成されたトーションビームに適用してもよいし、車体に対して下側に凸とされる構成としてもよい。
【００８０】
また、上記実施形態においては、トーションビーム１０における車体の前方側と後方側の双方の折返し壁部１３０に増肉処理部１４０が形成される場合について説明したが、車体の前方側と後方側のいずれか一方の折返し壁部１３０に増肉処理部１４０が形成されたトーションビーム１０に適用してもよい。
【００８１】
また、上記実施形態においては、一定形状閉断面部１１、長手方向形状変化部１２の全長にわたって増肉処理部１４０が形成されている場合について説明したが、トーションビーム１０の長手方向における任意の範囲に増肉処理部１４０を形成してもよい。
【００８２】
また、上記実施形態においては、折返し壁部１３０の閉断面に沿った方向の全範囲にわたって増肉処理部１４０が形成されている場合について説明したが、閉断面に沿う方向における増肉処理部１４０を形成する範囲については、任意に設定可能であり、折返し壁部１３０の一部に増肉処理部１４０を形成してもよい。
また、閉断面に沿う方向において、折返し壁部１３０を越える範囲に増肉処理部１４０を形成してもよい。
【００８３】
また、上記実施形態においては、一定形状閉断面部１１を構成する第１壁部１１０と第２壁部１２０の閉断面における内方側が密着して形成されている場合について説明したが、例えば、増肉処理部１４０を増肉処理する際に、折返し壁部１３０、第１壁部１１０、第２壁部１２０の増肉処理部１４０に隣接する部位に増肉処理に起因する不特定な変形が生じるのを防止できる場合や増肉処理の影響が発生しない場合には、第１壁部１１０及び第２壁部１２０の各内方同士を密着させるかどうか任意に設定できる。
【００８４】
また、上記実施形態においては、増肉処理部１４０の肉厚が閉断面に沿った方向において次第に変化する場合について説明したが、例えば、増肉処理押圧部材Ｄ１３０の押圧部Ｄ１３０Ｕの形状を調整することにより増肉処理部１４０の肉厚変化形状を任意に設定してもよい。
【００８５】
また、上記実施形態においては、トーションビーム製造装置１００が、下固定型（第２壁部支持型）Ｄ１１０と、上可動型（第１壁部支持型）Ｄ１２０と、パンチ型Ｐ１００と、増肉処理押圧部材Ｄ１３０と、上可動型押圧スプリングＳ１００とを備えている場合について説明したが、パンチ型Ｐ１００を備えるかどうかは任意に設定できる。
【００８６】
また、上可動型押圧スプリングＳ１００に代えて、油圧シリンダ等のアクチュエータやカム、もしくはこれらの組み合わせ等によって、増肉処理押圧部材Ｄ１３０を上可動型Ｄ１２０に対して遅延して下降させる構成としてもよい。
上記実施形態においては、プレス加工によって予めトーションビーム素材Ｍ１０を形成して、トーションビーム素材Ｍ１０の支持部位を下固定型Ｄ１１０と上可動型Ｄ１２０によって支持してから上可動型押圧スプリングＳ１００が圧縮された後に、増肉処理押圧部材Ｄ１３０が増肉処理予定部Ｍ１４０を押圧して増肉処理する場合について説明した。しかし、上可動型押圧スプリングＳ１００の代わりに例えば油圧シリンダ等のアクチュエータやカム機構等を適用することにより、トーションビーム素材Ｍ１０が形成されてトーションビーム素材Ｍ１０の支持部位が支持されると同時に増肉処理を開始する構成としてもよい。
【００８７】
また、上可動型Ｄ１２０及び増肉処理押圧部材Ｄ１３０を油圧シリンダなどによって押圧可能に構成して、プレス加工（ステップＳ１０２）と折返し壁部増肉加工（ステップＳ１０４）とを実質的に一つの工程としてもよい。
すなわち、上可動型Ｄ１２０を、プレス加工（ステップＳ１０２）可能な加圧力を有する油圧シリンダ等に接続して、増肉処理押圧部材Ｄ１３０を折返し壁部増肉（ステップＳ１０４）可能な加圧力を有する油圧シリンダ等に接続するとともに、増肉処理押圧部材Ｄ１３０を上可動型Ｄ１２０に連動させる。これにより、上可動型Ｄ１２０が金属材料管からトーションビーム素材Ｍ１０をプレス加工（ステップＳ１０２）した後に、引き続き、折返し壁部増肉処理（ステップＳ１０４）をして、実質的に一つの工程（ステーション）でトーションビーム１０を製造してもよい。
【００８８】
また、上記実施形態においては、第２壁部支持型と第１壁部支持型を、下固定型Ｄ１１０と上可動型Ｄ１２０とによって構成する場合について説明したが、増肉処理における金型移動方向は、任意に設定することができる。
【００８９】
また、上記実施形態においては、トーションビーム素材支持部材が、下固定型（第２壁部支持型）Ｄ１１０と、上可動型（第１壁部支持型）Ｄ１２０と、パンチ型Ｐ１００とにより構成される場合について説明したが、例えば、支持部位を支持可能なチャック装置、クランプ等、金型以外としてもよい。
【００９０】
この実施形態では、下固定型Ｄ１１０及び上可動型Ｄ１２０がトーションビーム素材Ｍ１０の第２壁部１２０及び第１壁部１１０を成形するプレス成形型を兼ねている場合について説明したが、トーションビーム素材支持部材をプレス成形型と一体とするか別々に構成するかは任意に設定することができる。
【００９１】
また、上記実施形態においては、トーションビーム素材Ｍ１０を形成する際に用いる金属材料管が、均一な肉厚の丸鋼管である場合について説明したが、例えば、疲労緩和厚肉形状対応部が形成された鋼板（金属材料板）をプレス成形やロールフォーミングして形成した溶接管を塑性加工して形成した金属管や、押出し成形、引抜き成形により形成した金属管を用いて形成してもよい。
また、上記実施形態においては、トーションビーム１０の製造に用いる金属材料管が鋼管である場合について説明したが、鋼管以外に適用してもよい。
【実施例１】
【００９２】
本発明に係るトーションビーム製造方法の効果を検証するために、１／４モデルのトーションビームを用いた数値解析を実施した。この数値解析では、７８０ＭＰａ級の強度を有する円形の鋼管を素管とし、この素管に対してプレス成形した状態を、素管を平面視して１／４分割して見た場合について解析した。なお、素管サイズは、比較例のプレス成形を加えるものは外径８９．１ｍｍで肉厚２．９ｍｍとし、本発明例のトーションビーム製造方法を適用するものは外径９０ｍｍで肉厚２．９ｍｍとした。【００９３】
図１１（Ａ）に示すように、まず素管Ｗ５００を、下固定型Ｄ１１０と上可動型Ｄ１２０との間に配置する（以下、準備工程と称する）。なお、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）において、下固定型Ｄ１１０及び上可動型Ｄ１２０は、加圧面のみを図示している。
続いて、図１１（Ｂ）に示すように、上可動型Ｄ１２０を下げ、下固定型Ｄ１１０との間で素管Ｗ５００をプレス加工する（以下、プレス加工工程と称する）。比較例の製造方法では、この工程で製品形状が確定するので、次工程としてそのまま離型することでトーションビーム５００Ａが完成する。一方、本発明例の製造方法を適用するケースでは、前記プレス加工工程に加えて、図７Ａ〜図９Ｃに示したように、増肉処理押圧部材Ｄ１３０による増肉工程を実施し、その後に離型することでトーションビーム５００Ｂが完成する。同増肉工程では、耳部を高さ方向に１ｍｍ押し潰す加工、すなわち耳部の曲面に沿った方向では約２ｍｍ縮めるように潰す加工を行う。この場合、加えた歪み量は５％程度となる。
なお、図１１（Ｂ）においては、増肉処理押圧部材Ｄ１３０の図示を省略している。【００９４】
本発明例の製造方法を適用するケースでは、前記準備工程が図６のステップＳ１０１に対応し、前記プレス加工工程がステップＳ１０２，Ｓ１０３に対応し、そして、前記増肉工程がステップＳ１０４に対応する。【００９５】
以上のような各工程を経て得られた比較例のトーションビーム５００Ａを図１２（Ａ）に示し、本発明例に係るトーションビーム５００Ｂを図１２（Ｂ）に示す。これら図１２（Ａ），１２（Ｂ）において、色の濃い部分ほど残留応力が高いことを示している。
図１２（Ａ）に示す比較例のトーションビーム５００Ａでは、閉断面の内面のほぼ全域において一様な強い残留応力が残存している。すなわち、閉断面の内面には引張力が作用する一方、閉断面の外面には圧縮力が作用しており、その結果として最大で９００ＭＰａ程度の残留応力が残存している。【００９６】
一方、図１２（Ｂ）に示す本発明例のトーションビーム５００Ｂでは、閉断面の内面及び外面で大きな引張力や圧縮力が生じておらず、その結果として、耳部内面での残留応力が１００ＭＰａ以下、耳部外面での残留応力では最大でも２００ＭＰａ程度まで落とせている。しかも、一対の耳部に加えてその他の部分の残留応力も同時に低減されている。
以上説明のように、本発明例のトーションビーム５００Ｂは、比較例のトーションビーム５００Ａと比較して残留応力を効果的に低減可能であることが確認された。
【実施例２】
【００９７】
本発明に係るトーションビーム製造方法の効果を検証するものとして、増肉工程の条件を変えた場合の実施例２を説明する。以下の説明においては実施例１との相違点を中心に説明し、その他については実施例１と同様であるとして説明を省略する。
本実施例２の増肉工程では、耳部を高さ方向に３ｍｍ押し潰す加工、すなわち耳部の曲面に沿った方向では約６ｍｍ縮めるように潰す加工を行う。この場合、加えた歪み量は１５％程度となる。【００９８】
このような増肉工程を経て得られた本発明例に係るトーションビーム６００Ｂを図１２（Ｃ）に示す。本発明例のトーションビーム６００Ｂにおいても、一対の耳部において大きな引張力や圧縮力が生じておらず、残留応力を落とせている。しかも、これら耳部に加えてその他の部分の残留応力も同時に低減されている。
以上説明のように、本発明例のトーションビーム６００Ｂにおいても、比較例のトーションビーム５００Ａと比較して残留応力を効果的に低減可能であることが確認された。
また、この実施例２の結果からも理解できるように、トーションビーム６００Ｂの内部における残留応力の低減度合いは、その外表面における残留応力の低減度合いにほぼ比例している。したがって、耳部の外表面における残留応力を測定すれば、耳部の内表面における残留応力の低減度合いも推定することができる。【００９９】
上述した実施形態の骨子を以下に纏める。
（１）本実施形態に係るトーションビーム製造方法は、長手方向に直交する断面が、一対の耳部（一対の折返し壁部１３０）を有する略Ｖ字形状または略Ｕ字形状の閉断面である一定形状閉断面部１１と、前記一定形状閉断面部１１に連なってかつ前記閉断面の形状が前記一定形状閉断面部１１から離れるに従って変化する長手方向形状変化部１２と、を備えるトーションビーム１０を製造する方法であって、少なくとも前記長手方向形状変化部１２の、前記一対の耳部それぞれの両外側面を支持した状態で、前記一対の耳部の膨らみに抗するように前記一対の耳部それぞれを外方より押圧して一対の増肉部を形成する増肉工程を有する。
前記増肉工程前における一対の耳部には、これら一対の耳部を含む各部に残留応力が生じている。上記（１）に記載の製造方法によれば、この残留応力を、増肉工程において、一対の耳部を外方より押圧して塑性変形させることによって、解消または低減させることができる。このような残留応力の解消または低減は、従来ではハイドロフォーム成形などの特殊加工をしない限り成し得ず、大変な手間を要していた。本態様はこのような手間を要せずに単純なプレス加工で残留応力を落とすことができる。
したがって、本実施形態のトーションビーム製造方法によれば、疲労特性に優れたトーションビーム１０を、容易かつ効率的に製造することができる。【０１００】
（２）上記（１）に記載のトーションビーム製造方法では、例えば図７Ｂを用いて説明したように、前記増肉工程において、前記一対の耳部を除き、前記閉断面の内側面をパンチ型Ｐ１００で支持した状態で、前記一対の耳部を押圧してもよい。
上記（２）に記載の場合、一対の耳部以外の部分をパンチ型Ｐ１００で支持して変形を防ぐことが出来るので、一対の耳部に対して付与する押圧力を、一対の耳部の増肉加工に集中させることができる。その結果、一対の耳部を含む各部の残留応力をより確実に解消または低減することが可能になる。【０１０１】
（３）上記（１）または（２）に記載のトーションビーム製造方法では、前記増肉工程において、前記増肉部における板厚の最大値が、同断面での前記増肉部以外の部分における板厚の１．０１〜１．５０倍となるように、前記一対の耳部を押圧してもよい。【０１０２】
（４）本実施形態に係るトーションビーム製造装置は、長手方向に直交する断面が、一対の耳部（一対の折返し壁部１３０）を有する略Ｖ字形状または略Ｕ字形状の閉断面である一定形状閉断面部１１と、前記一定形状閉断面部１１に連なってかつ前記閉断面の形状が前記一定形状閉断面部１１から離れるに従って変化する長手方向形状変化部１２と、を備えるトーションビーム１０を製造する装置であって、前記一対の耳部双方の両外側面を支持する第１の金型（下固定型Ｄ１１０及び上可動型Ｄ１２０）と；前記一対の耳部双方の頂部を外方より前記閉断面の内方に向かって押圧する第２の金型（増肉処理押圧部材Ｄ１３０）と；を備える。
上記（４）に記載のトーションビーム製造装置で増肉加工する前は、一対の耳部を含む各部に残留応力が生じている。本実施形態では、第１の金型により一対の耳部双方の両外側面を支持した状態で、第２の金型により一対の耳部双方の頂部を外方より閉断面の内方に向かって押圧して塑性変形させることによって、残留応力を解消または低減させることができる。
したがって、本実施形態のトーションビーム製造装置によれば、疲労特性に優れたトーションビーム１０を、容易かつ効率的に製造することができる。【０１０３】
（５）上記（４）に記載のトーションビーム製造装置では、前記閉断面内のうち、前記一対の耳部を除く内側面を支持する第３の金型（パンチ型Ｐ１００）をさらに備えてもよい。
上記（５）の場合、一対の耳部以外の部分を第３の金型で内方より支持して変形を防ぐことが出来るので、一対の耳部に対して付与する押圧力を、一対の耳部の増肉加工に集中させることができる。その結果、一対の耳部を含む各部の残留応力をより確実に解消または低減することが可能になる。【０１０４】
（６）本実施形態に係るトーションビーム１０は、長手方向に直交する断面が、一対の耳部（一対の折返し壁部１３０）を有する略Ｖ字形状または略Ｕ字形状の閉断面である一定形状閉断面部１１と；前記一定形状閉断面部１１に連なってかつ前記閉断面の形状が前記一定形状閉断面部１１から離れるに従って変化する形状変化部１２と；を備え、少なくとも前記形状変化部１２における前記一対の耳部それぞれが、これら一対の耳部以外の部分よりも板厚が増した増肉部をなし；前記各増肉部それぞれの前記板厚の最厚位置における残留応力が、同最厚位置の外表面におけるビッカース硬度から推定される引張強度の７０％以下である。
増肉部が形成される前の一対の耳部には、これら一対の耳部を含む各部に残留応力が生じていた。しかし、上記（６）に記載の態様のトーションビームは、上記（１）に記載の態様のトーションビーム製造方法または上記（４）に記載の態様のトーションビーム製造装置で製造されたものであり、上述の理由により残留応力が解消または低減されている。そして、各増肉部それぞれの板厚の最厚位置における残留応力が、同最厚位置の外表面におけるビッカース硬度から推定される引張強度の７０％以下となっている。
したがって、疲労特性に優れながらも容易かつ効率的に製造されたトーションビーム１０となっている。【０１０５】
（７）上記（６）に記載のトーションビーム１０は、前記最厚位置における前記板厚が、同じ断面における前記増肉部以外の部分の板厚の１．０１〜１．５０倍である。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明によれば、疲労特性に優れたトーションビームを提供できる。また、このようなトーションビームを容易かつ効率的に製造することが可能な、トーションビーム製造方法及びトーションビーム製造装置も提供できる。よって、産業上の利用可能性は大である。
【符号の説明】
【０１０７】
１  トーションビーム式リアサスペンション装置（トーションビーム式サスペンション装置）
２  トーションビームアッセンブリ
５  トレーリングアーム（アーム）
１０  トーションビーム
１１  一定形状閉断面部
１２  長手方向形状変化部（形状変化部）
１３  取付閉断面部
１４  取付部
１００  トーションビーム製造装置
１１０  第１壁部
１２０  第２壁部
１３０  折返し壁部
１３１  第１壁部側折返し点
１３２  第２壁部側折返し点
１４０  増肉処理部
Ｄ１１０  下固定型（第２壁部支持型、トーションビーム素材支持部材）
Ｄ１２０  上可動型（第１壁部支持型、トーションビーム素材支持部材）
Ｄ１３０  増肉処理押圧部材
Ｍ１０  トーションビーム素材
Ｍ１３０  折返し壁部予定部
Ｍ１４０  増肉処理予定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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