(57)【要約】【課題】金属チューブを、Ｕ型捩りセクション（６６）を備えた管状捩りビーム部品（２２）に成形するのに使用されるダイ（２０）を提供することにある。【解決手段】ダイ（２０）は、金属チューブと同時に係合して金属チューブを管状捩りビーム部品（２２）に成形するパンチ（４４）およびサイド成形ブロック（３４）を有している。成形ブロック（３４）は、成形すべき管状捩りビーム部品（２２）の所望輪郭に応じた湾曲輪郭を有している。ダイ（２０）は、パンチ（４４）および成形ブロック（３４）の移動を制限する水平スペーサブロック（３８）および垂直スペーサブロック（３２）を有している。スペーサブロック（３２、３８）は、ダイ（２０）の閉位置を調節し、これにより、異なる寸法およびロール率を有する多数の管状捩りビーム部品（２２）を成形すべく、容易に取外しかつ交換することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部の間で延びかつ金属チューブと係合する凸状輪郭をもつパンチを含む上方半部を有し、
該上方半部は１対の上方カセットを備え、各上方カセットは溝を備えかつ前記パンチの一端に沿って配置され、上方カセットの前記溝は互いに軸線方向に整合され、
上方カセットと垂直方向に整合した１対の下方カセットを含む下方半部を有し、各下方カセットは溝を備え、該溝は互いに軸線方向に整合されかつ上方カセットの前記溝に対面し、
下方半部はパンチの両側に配置された１対の成形ブロックを備え、該成形ブロックは、互いに近づく方向に移動して金属チューブの対向側面と係合でき、
下方半部は１対のサイドカムを備え、該サイドカムは、両成形ブロックの外方でこれらの両側に配置され、両成形ブロックを互いに近づく方向に移動させて金属チューブを押圧し、
少なくとも１つの垂直スペーサブロックおよび１対の水平スペーサブロックを有し、垂直スペーサブロックは上方半部と下方半部との間に延びていて、下方半部に向かう上方半部の移動を制限し、各水平スペーサブロックは、一方の下方カセットと隣接成形ブロックとの間に配置されて、成形ブロックに向かう隣接サイドカムの移動を制限し、
少なくとも１つの垂直スペーサブロックおよび１対の水平スペーサブロックは、取外して、異なる寸法の垂直スペーサブロックおよび１対の水平スペーサブロックと交換できることを特徴とする管状捩りビーム部品を製造するための調節可能ダイ。
【請求項２】
前記垂直スペーサブロックは、下方半部に取付けられかつ上方半部に向かって上方に延びており、上方半部と係合して下方半部に向かう上方半部の移動を制限することを特徴とする請求項１記載の調節可能ダイ。
【請求項３】
前記垂直スペーサブロックは、上方半部に取付けられかつ下方半部に向かって下方に延びており、下方半部と係合して該下方半部に向かう上方半部の移動を制限することを特徴とする請求項１記載の調節可能ダイ。
【請求項４】
前記上方半部は１対のカムドライバを有し、該カムドライバはパンチの両側に配置され、各カムドライバには、下方半部に向かって内方かつ下方に傾斜する第１くさび面が形成され、各サイドカムは第１くさび面に対面する第２くさび面を有し、該第２くさび面は第１くさび面と同じ角度に配置され、第１くさび面は、上方半部が下方半部に向かって移動するときに、第２くさび面と係合しかつ該第２くさび面を成形ブロックに向かって内方に押しやることを特徴とする請求項１記載の調節可能ダイ。
【請求項５】
前記垂直スペーサブロックおよび水平スペーサブロックは、成形すべき管状捩りビーム部品の寸法に応じた寸法を有していることを特徴とする請求項１記載の調節可能ダイ。
【請求項６】
前記成形ブロックは、湾曲輪郭を有しかつ互いに対面することを特徴とする請求項１記載の調節可能ダイ。
【請求項７】
前記垂直スペーサブロックは、上方半部に連結された上方部分および下方半部に連結された下方部分を有し、上方部分および下方部分は、上方半部が下方半部に向かって移動するとき、互いに整合されかつ互いに係合することを特徴とする請求項１記載の調節可能ダイ。
【請求項８】
中空内部を備えた１対のマンドレルを有し、各マンドレルは一方の下方カセットに配置され、パンチが金属チューブと係合するときに金属チューブの端部が圧壊されることを防止できるように金属チューブの端部内に挿入されることを特徴とする請求項１記載の調節可能ダイ。
【請求項９】
複数の管状捩りビームを成形する方法において、
調節可能ダイを設ける工程を有し、該調節可能ダイが、
上方半部を有し、該上方半部が、両端部の間に延びかつ凸状輪郭を有するパンチと、１対の上方カセットとを備え、各上方カセットが溝を備えかつパンチの一端に沿って配置され、両上方カセットの溝が互いに軸線方向に整合しており、上方カセットと垂直方向に整合した１対の下方カセットを備えた下方半部を有し、各下方カセットが溝を備え、下方カセットの溝が互いに軸線方向に整合しかつ上方カセットの溝と対面しており、パンチの両側に１対の成形ブロックが配置され、該成形ブロックの両側でかつ成形ブロックの外側に１対のサイドカムが配置され、上方半部と下方半部との間には、下方半部に向かう上方半部の移動を制限する垂直スペーサブロックが延びており、
両下方カセットの間に第１金属チューブを配置する工程と、
上方半部を下方半部に向けて移動させかつ第１金属チューブをパンチと係合させて第１管状捩りビーム部品を成形する工程とを更に有し、このとき、垂直スペーサブロックが、下方半部に向かう上方半部の移動を制限することを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記垂直スペーサブロックは、成形すべき第１管状捩りビーム部品の寸法に応じた寸法を有し、
第１管状捩りビーム部品の成形後に、垂直スペーサブロックを、異なる寸法を有する垂直スペーサブロックと交換する工程を有することを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
両下方カセットの間に第２金属チューブを配置する工程と、
上方半部を下方半部に向かって移動させかつ第２金属チューブをパンチと係合させて、第１管状捩りビーム部品とは異なる寸法を有する第２管状捩りビーム部品を成形する工程を有することを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記下方半部が、各下方カセットと隣接成形ブロックとの間に配置された水平スペーサブロックを有し、
両サイドカムを互いに近づく方向に移動させて第１金属チューブを成形ブロックと係合させる工程を有し、このとき水平スペーサブロックが、成形ブロックに向かうサイドカムの移動を制限することを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１３】
前記上方半部を下方半部に向けて移動させる間に、両サイドカムを互いに近づく方向に移動させる工程と、
第１金属チューブがパンチングと係合している間に第１金属チューブを成形ブロックと係合させる工程とを有することを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記第１管状捩りビーム部品の成形後に、水平スペーサブロックを、異なる寸法を有する水平スペーサブロックと交換する工程を有することを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
複数の管状捩りビームを成形する方法において、
調節可能ダイを設ける工程を有し、該調節可能ダイが、
上方半部を有し、該上方半部が、両端部の間に延びかつ凸状輪郭を有するパンチと、１対の上方カセットとを備え、各上方カセットが溝を備えかつパンチの一端に沿って配置され、両上方カセットの溝が互いに軸線方向に整合しており、
上方カセットと垂直方向に整合した１対の下方カセットを備えた下方半部を有し、各下方カセットが溝を備え、下方カセットの溝が互いに軸線方向に整合しかつ上方カセットの溝と対面しており、パンチの両側に１対の成形ブロックが配置され、該成形ブロックの両側でかつ成形ブロックの外側に１対のサイドカムが配置され、各下方カセットと隣接成形ブロックとの間には水平スペーサブロックが配置され、
両下方カセットの間に第１金属チューブを配置する工程と、
上方半部を下方半部に向けて移動させかつ第１金属チューブをパンチと係合させる工程と、
両サイドカムを互いに近づく方向に移動させかつ第１金属チューブを成形ブロックと係合させて第１捩りビーム部品を成形する工程とを更に有し、このとき、水平スペーサブロックが、互いに近づく方向に向かうサイドカムの移動を制限することを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記垂直スペーサブロックは、成形すべき第１管状捩りビーム部品の寸法に応じた寸法を有し、
第１管状捩りビーム部品の成形後に、水平スペーサブロックを、異なる寸法を有する水平スペーサブロックと交換する工程を有することを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
両下方カセットの間に第２金属チューブを配置する工程と、
両サイドカム互いに近づく方向に移動させかつ第２金属チューブを成形ブロックと係合させて、第１管状捩りビーム部品とは異なる寸法を有する第２管状捩りビーム部品を成形する工程を有することを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記調節可能ダイが、上方半部と下方半部との間に延びている垂直スペーサブロックを有し、
下方半部に向かう上方半部の移動を垂直スペーサブロックにより制限する工程を有する
ことを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
前記第１管状捩りビーム部品の成形後に、垂直スペーサブロックを、異なる寸法を有する垂直スペーサブロックと交換する工程を有することを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記上方半部を下方半部に向かって移動させる間に、両サイドカムを互いに近づく方向に移動させる工程と、
第１金属チューブがパンチと係合している間に、第１金属チューブを成形ブロックと係合させる工程とを有することを特徴とする請求項１５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管状捩りビーム部品の成形に使用されるダイおよび管状捩りビーム部品の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車は、捩りサスペンションシステムのコントロールアーム同士を連結するための捩りビームアクスル（捩りビーム部品または捩りアクスル部品とも呼ばれる）を有している。捩りビームアクスルは、車両の後輪同士の間に延び、客室内への振動の侵入を最小にすると同時にサスペンションのパッケージングを行う手段を形成する。捩りビームアクスルは、金属材料で形成されたＨ型、Ｃ型、Ｕ型またはＶ型バーからなる。
【０００３】
捩りビームアクスルはまた、チューブ（管）を所定形状にプレス加工またはモールディングすることにより成形される管状捩りビーム部品で構成することもできる。管状捩りビーム部品は、構造部材であるだけでなく、トーションスプリングとしても機能する。管状捩りビーム部品の一例が下記特許文献１に開示されている。管状捩りビーム部品の重量は軽いことが好ましい。軽いことは自動車の全重量の軽量化に寄与するからである。しかしながら、管状捩りビーム部品は、捩りおよび他の要因による大きい応力を受ける。したがって、特に捩りによる最大応力レベルは、管状捩りビーム部品の材料厚さおよび重量を必要とする。
【０００４】
管状捩りビーム部品はまた、乗り心地およびハンドリングに影響を与える車両のロール率を制御するのにも使用される。ロール率（roll rate）は、車両のライドレート（ride rate）と類似しているが、車両のばね上質量にローリングを引き起こす横加速度を含む作用である。ロール率は、車両のばね上質量のロール角（degree of roll）当たりのトルクで表わされ、一般に「Ｎｍ／°」で測定される。車両のロール率は車両の重量移動の総量を変化させるものではないが、車両のシャーシを介して特定アクスルから他のアクスルに移動される重量の移動速度および百分率を変化させる。一般に、車両のアクスルのロール率が大きいほど、アクスルでの重量移動の百分率が大きくなる。重量移動速度が小さいほど、車両が横転（ロールオーバー）する傾向は小さくなる。管状捩りビーム部品の寸法および設計は、車両のロール率に大きい影響を与える。
【０００５】
管状捩りビーム部品は、ダイおよび他の工具を用いて成形される。所望のロール率が得られる寸法をもつ管状捩りビーム部品を成形するには、しばしば、多くのダイまたは工具および３つの別々の成形工程が必要である。新しいロール率を達成しまたは特定部品のロール率を「チューニング」するには、ダイまたは工具を再設計しなければならず、これはコストが嵩みかつ数週間または数カ月を費やす。また、各々が異なるロール率を有する多くの部品を製造するには、異なるダイおよび工具を再設計して使用しなければならず、これもコストが嵩みかつ時間を要することである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願第２０１０／０３０１５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、種々の異なる寸法を有する管状捩りビーム部品を製造するための調節可能なダイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
調節可能ダイは、両端部の間で延びかつ金属チューブと係合する凸状輪郭をもつパンチを含む上方半部を有している。上方半部はまた、１対の上方カセットを備え、各上方カセットは溝を備えかつ前記パンチの一端に沿って配置される。上方カセットの前記溝は、互いに軸線方向に整合されかつ金属チューブの軸線方向位置を定める。調節可能ダイは更に、上方カセットと垂直方向に整合した１対の下方カセットを含む下方半部を有している。各下方カセットは溝を備え、該溝は互いに軸線方向に整合されかつ上方カセットの前記溝に対面する。下方半部はまた、パンチの両側に配置された１対の成形ブロックを備えている。該成形ブロックは、互いに近づく方向に移動して金属チューブの対向側面と係合できる。下方半部はまた、両成形ブロックの外方でこれらの両側に配置された１対のサイドカムを備えている。該サイドカムは、両成形ブロックを互いに近づく方向および金属チューブに向かって押圧する。調節可能ダイは更に、少なくとも１つの垂直スペーサブロックおよび１対の水平スペーサブロックを有している。垂直スペーサブロックは上方半部と下方半部との間に延びていて、下方半部に向かう上方半部の移動を制限する。各水平スペーサブロックは、一方の下方カセットと隣接成形ブロックとの間に配置されて、成形ブロックに向かう隣接サイドカムの移動を制限する。垂直スペーサブロックおよび水平スペーサブロックは、取外して、異なる寸法の垂直スペーサブロックおよび１対の水平スペーサブロックと交換できる。
【０００９】
本発明はまた、垂直スペーサブロック、水平スペーサブロックまたはこれらの両方を備えた調節可能ダイを使用して、種々の異なる寸法を有する複数の管状捩りビームを成形する方法を提供する。調節可能ダイが垂直スペーサブロックを有するときは、本発明の方法は、両下方カセットの間に第１金属チューブを配置する工程と、下方半部に向かって上方半部を移動させかつ第１金属チューブをパンチと係合させて、第１管状捩りビーム部品を成形する工程を有している。垂直スペーサブロックは、下方半部に向かう上方半部の移動を制限する。
【００１０】
本発明は、水平スペーサブロックを使用して、種々の異なる寸法を有する複数の管状捩りビーム部品を成形する他の方法を提供する。本発明の方法は、両下方カセットの間に第１金属チューブを配置し、下方半部に向かって上方半部を移動させかつ第１金属チューブをパンチに係合させる工程を有している。本発明の方法はまた、両サイドカムを互いに近づく方向に移動させかつ第１金属チューブを成形ブロックと係合させて、第１管状捩りビーム部品を成形する工程を有している。水平スペーサブロックは、両サイドカムの互いに近づく方向への移動を制限する。
【００１１】
垂直スペーサブロックおよび水平スペーサブロックは、ダイの閉位置を調節して、金属チューブを、所望のロール率が得られる寸法に成形できる。また、管状捩りビーム部品のロール率を調節するため、スペーサブロックを異なる寸法をもつスペーサブロックに交換することができる。したがって、本発明のダイは、異なる寸法およびロール率を有する多数の管状捩りビーム部品を成形できる。本発明のダイはまた、製造時に、管状捩りビーム部品の寸法従ってロール率を迅速かつ便利に調整できる。したがって、新しいロール率が必要な場合でも、新しいダイを設計する必要はない。また、本発明のダイは、１回のみのプレスストロークで金属チューブを管状捩りビーム部品に成形でき、付加成形工具または成形工程を必要としない。
【００１２】
本発明の他の長所は、添付図面に関連して以下の詳細な説明を読むことにより、容易にかつより良く理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による管状捩りビーム部品の成形に使用されるダイを示す斜視図である。
【図２】図１のダイにより成形された管状捩りビーム部品を例示する斜視図である。
【図３】本発明の他の実施形態による管状捩りビーム部品の成形に使用されるダイの下方半部を示す斜視図である。
【図４】図３のダイの上方半部を示す斜視図である。
【図５Ａ】上方ダイおよび下方ダイの一部の斜視図であり、本発明の一実施形態による下方カセットを示すものである。
【図５Ｂ】図５Ａの平面図である。
【図５Ｃ】図５Ｂの一部を示す側面図である。
【図５Ｄ】図５Ｃの一部を示す拡大断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による下方カセットのスプリング付勢ピンを示す図面である。
【図７Ａ】ダイが開かれているときにダイ内にマンドレルを装着するのに使用される挿入／後退システムを示す図面である。
【図７Ｂ】ダイが閉じられているときの挿入／後退システムを示す図面である。
【図８】本発明の一実施形態による調節可能ダイが閉位置にあるところを示す図面である。
【図９】図８のダイを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１には、金属チューブを管状捩りビーム部品２２に成形するのに使用されるダイ２０の一例が示されている。図２には、ダイ２０により成形されたＵ型捩りセクション６６を備えた管状捩りビーム部品２２の一例が示されている。ダイ２０は、一般に、図３に示すように下方カセット２８、左右のマンドレル３０、成形ブロック３４、サイドカム３６および１対の水平スペーサブロック３８を備えた下方半部２６と、図４に示すように上方カセット４２およびパンチ４４を備えた上方半部２４とを有している。また、ダイ２０は一般に、図３および図４に示すように垂直スペーサブロック３２を有し、該垂直スペーサブロック３２は、上方半部２４、下方半部２６、または上方半部２４および下方半部２６の両方に連結されている。成形ブロック３４およびパンチ４４は、互いに近づく方向に移動しかつ同時に金属チューブと係合して、該金属チューブを管状捩りビーム部品２２に成形する。パンチ４４の形状および成形ブロック３４の形状は、成形すべき管状捩りビーム部品２２に沿って所望形状を達成するように設計されている。ダイ２０のコンポーネンツは、２２ＭｎＢ５または他の金属材料で形成できる。
【００１５】
ダイ２０の下方半部２６は、図１、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、軸線方向に互いに間隔を隔てた１対の下方カセット２８を有している。各下方カセット２８は、図５Ａに示すようにＵ型溝４６を有し、これらのＵ型溝４６は、マンドレル３０および金属チューブの軸線方向位置を定めるべく互いに整合されている。金属チューブを両下方カセット２８の間すなわち両下方カセット２８上に置くのに、ロボットまたはトランスファシステムを使用できる。図５Ｄに示すように、Ｕ型溝４６の上縁部には、マンドレル３０または完成した管状捩りビーム部品２２が下方カセット２８に焼付くのを防止すべく、下方カセット２８と、マンドレル３０の外周面または金属チューブの外周面に対して平行な線との間に角度αが形成されるように面取りすることができる。角度αは約１０°であるのが好ましい。各Ｕ型溝４６には、図６に示すように浅いエンドストップ４９を形成することもできる。
【００１６】
下方カセット２８のＵ型溝４６内には左右のマンドレル３０が配置される。マンドレル３０は金属チューブの端部を支持し、成形加工中にチューブの内部が押し潰されることを防止する。各マンドレル３０は、円筒状部分５２および円錐状部分５４を有している。図５Ａは、金属チューブの下半部上に配置されたマンドレル３０の円筒状部分５２および円錐状部分５４の一例を示す。円筒状部分５２は下方カセット２８のＵ型溝４６内に配置され、円錐状部分５４は円筒状部分５２からダイ２０の中央に向かって徐々にテーパしている。マンドレル３０がテーパしているのは、金属チューブの内部がマンドレル３０に焼付くのを防止するためである。左右のマンドレル３０は、金属チューブの直径に応じて種々の異なる直径にすることができる。マンドレル３０は、下方カセット２８内に容易に挿入しまたは下方カセット２８から容易に後退させることができる。したがって、金属チューブの直径に応じて種々の異なる直径をもつ異なるマンドレル３０を使用できる。また、マンドレル３０は中空中心を有し、したがってセットアップ中または成形加工中にダイ２０が損壊するようなことがあると、マンドレル３０が損壊して、他のコンポーネンツにダメージが及ぶことを防止する。
【００１７】
左右のマンドレル３０は、種々の方法でダイ２０内に挿入できる。例えば図７Ａおよび７Ｂに示すように、左右のマンドレル３０は、ダイ２０とは別体の挿入／後退システム４８によりダイ２０内に挿入されかつダイ２０から後退される。挿入／後退システム４８は、複数のドライバシリンダ６３、６４、６５を有し、各シリンダは窒素スプリング６２を備えている。第１ドライバシリンダ６３は第２ドライバシリンダ６４を押下げ、該第２ドライバシリンダ６４により第３ドライバシリンダ６５をダイ２０に向けて押しやる。これにより第３ドライバシリンダ６５は、マンドレル３０を下方カセット２８上に置く。別の構成として、他の形式の油圧シリンダまたは油圧カムを使用して、マンドレル３０をダイ２０内に挿入できる。マンドレル３０をダイ２０内に挿入する間に損壊が生じるような場合には、マンドレル３０が中空中心になっていることによりマンドレル３０が損壊する。これにより、挿入／後退システム４８がダメージを受けることが防止される。
【００１８】
一実施形態では、小さいスプリングで付勢されたピン５０がＵ型溝４６の底を通って延びており、成形加工中にマンドレル３０または金属チューブを下方カセット２８から間隔を隔てさせる。これにより、マンドレル３０、金属チューブまたは完成した管状捩りビーム部品２２が下方カセット２８に焼付くのを防止する。スプリング付勢ピン５０は、一般に、下方カセット２８から外方に１ｍｍ移動する。図６は、下方カセット２８の１つを通って延びているスプリング付勢ピン５０の一例を示す。
【００１９】
ダイ２０の上方半部２４は１対の上方カセット４２を有し、該上方カセット４２は、図１に示すように下方カセット２８と垂直方向に整合されかつ互いに水平方向に整合される。各上方カセット４２もＵ型溝４６を有し、該Ｕ型溝４６は互いに整合して、マンドレル３０および金属チューブのための軸線方向位置を定める。下方カセット２８の場合と同様に、マンドレル３０、金属チューブまたは完成した管状捩りビーム部品２２が上方カセット４２に焼付くのを防止すべく、Ｕ型溝の上縁部にも面取りを設けることができる。
【００２０】
上方半部２４も、両上方カセット４２の間で軸線方向に延びているパンチ４４を有している。パンチ４４および成形ブロック３４は互いに近づく方向に移動しかつ同時に金属チューブと係合して、該金属チューブを管状捩りビーム部品２２に成形する。パンチ４４は、一般に、ダイ２０の下方半部２６に対面する凸状の輪郭すなわち形状を有している。したがって、成形加工中にパンチ４４がダイ２０の下方半部２６に向かって移動すると、パンチ４４は管状捩りビーム部品２２にＵ型捩りセクション６６を形成する。別の構成として、パンチ４４は他の輪郭または幾何学的形状にすることができ、管状捩りビーム部品２２の捩りセクション６６は他の形状にすることができる。
【００２１】
上方半部２４はまた、図８および図９に示すように、パンチ４４の両側に配置された１対のカムドライバ４５を有している。カムドライバ４５およびパンチ４４は同じプレート（図示せず）に連結されており、したがって、成形加工中に下方半部２６に近づく方向および下方半部２６から離れる方向に、一緒にかつ同時に移動する。パンチ４４およびカムドライバ４５は、一般に、プレスラムの運動とともに移動する。図９に示すように、各カムドライバ４５は下方半部２６に向かって内方および下方に傾斜した第１くさび面７０を呈し、各サイドカム３６は、第１くさび面７０と垂直方向に整合しかつ同じ角度に配置された第２くさび面７２を有している。上方半部２４が下方半部２６に向かって移動し、ダイ２０を閉じるとき、カムドライバ４５の第１くさび面７０が、サイドカム３６の第２くさび面７２と係合しかつこれを成形ブロック３４に向かって内方に押しやる。次に、両成形ブロック３４は互いに近づく方向に移動して金属チューブと係合し、側方から管状捩りビーム部品２２を成形する。
【００２２】
ダイ２０の下方半部２６の両成形ブロック３４は、互いに水平方向に整合しておりかつパンチ４４の両側に配置されている。パンチ４４の各側には、一方の成形ブロック３４および一方のサイドカム３６が配置されている。サイドカム３６は、図９に示すように、成形ブロック３４の外側でかつ該成形ブロック３４の下に配置されている。また、サイドカム３６の内縁部は、成形ブロック３４の縁部に沿う「ナイフエッジ」状態を防止または最小にすべく、成形ブロック３４の内縁部と整合させることができる。
【００２３】
両成形ブロック３４の間には、パンチ４４の直下に空間が形成される。成形加工中、両成形ブロック３４は互いに近づく方向に移動し、同時にパンチ４４は金属チューブに向かって移動する。一般に、パンチ４４は、両成形ブロック３４が金属チューブと係合し始める前に、金属チューブの頂部と係合し始める。しかしながら、パンチ４４および両成形ブロック３４は、金属チューブを一定時間同時に押圧して、管状捩りビーム部品２２を成形する。
【００２４】
パンチ４４と同様に、成形ブロック３４の形状は、管状捩りビーム部品２２に沿って所望の輪郭すなわち形状を達成するように設計される。両成形ブロック３４は、管状捩りビーム部品２２の所望形状に応じて、種々の異なる寸法および形状に機械加工することができる。例えば、各成形ブロック３４には、他方の成形ブロック３４に対面しかつ各端部に隣接する位置に、突出部を備えた湾曲形状を設けることができる。該突出湾曲形状は、管状捩りビーム部品２２の側面に、図２に示すような凹部７４を形成する。
【００２５】
垂直スペーサブロック３２は、ダイ２０の上方半部２４、下方半部２６または上方および下方半部２４、２６の両方の支持面６８上、およびカムドライバ４５およびサイドカム３６の外側に配置されている。垂直スペーサブロック３２は、パンチ４４が下方半部２６に向かって移動する距離を制限し、かつ種々の異なる構成のダイ２０に使用できる。図３、図４、図８および図１０には、垂直スペーサブロック３２の例が示されている。ダイ２０の上方半部２４および下方半部２６の両方が垂直スペーサブロック３２を有する場合には、垂直スペーサブロック３２は、ダイ２０が図８に示すように閉じられるときに、互いに軸線方向に整合されかつ係合する。図８では、４つの垂直スペーサブロック３２が上方半部２４のプレート（図示せず）に連結されかつ下方半部２６の支持面６８に連結されている。
【００２６】
垂直スペーサブロック３２は、一般に、支持面６８から平らな面に延びている全体として円筒状または直方体の形状を有している。しかしながら、垂直スペーサブロック３２は、完成した管状捩りビーム部品２２の所望の厚さおよび寸法に応じて種々の異なる高さまたは寸法にすることができる。部品２２の厚さとロール率との間には線形関係がある。管状捩りビーム部品２２の厚さまたは寸法したがってロール率を調節するため、垂直スペーサブロック３２は上方半部２４および下方半部２６から容易に取外して、異なる高さまたは寸法の垂直スペーサブロックと交換することができる。例えば、図８に示す垂直スペーサブロック３２は、管状捩りビーム部品２２の厚さしたがってロール率を小さくするため短い垂直スペーサブロックと交換できる。したがって、垂直スペーサブロック３２を変更することにより、同じパンチ４４を使用して、異なるロール率を有する部品２２を成形することができる。
【００２７】
ダイ２０の下方半部２６はまた、各サイドカム３６に連結されかつ隣接する成形ブロック３４と係合する一方の水平スペーサブロック３８を有している。水平スペーサブロック３８は、成形ブロック３４が金属チューブに向かって移動する距離、金属チューブの押圧量またはピンチング量、したがって完成した管状捩りビーム部品２２の幅または寸法およびロール率を制限することができる。図８および図９には、水平スペーサブロック３８の一例が示されており、ここで、各水平スペーサブロック３８は長方形の平らな面を呈している。１つの平らな面は、成形ブロック３４と係合し、他の平らな面はサイドカム３６と係合する。水平スペーサブロック３８は、種々の異なる寸法を有するダイ２０に使用することもできる。水平スペーサブロック３８は、容易に取外して異なる幅または寸法の水平スペーサブロックと交換し、管状捩りビーム部品２２の幅または寸法を調節することができる。部品２２の幅とロール率との間には線形関係がある。例えば、管状捩りビーム部品２２の幅、したがってロール率を小さくするため、図８および図９に示す水平スペーサブロック３８は、より幅狭の水平スペーサブロック３８と交換できる。したがって、水平スペーサブロック３８を交換することにより、同じ成形ブロック３４を使用して、異なるロール率を有する部品２２を成形することができる。
【００２８】
ダイ２０の下方半部２６はまた、両サイドカム３６の間でパンチ４４の直ぐ下の空間内に配置された底プレート４０を有している。成形加工中、底プレート４０は金属チューブの底に接触して該金属チューブを支持する。図９には、底プレート４０の一例が示されている。図９に示すように、底プレート４０にはベース４３から上方に延びている突出部４１が設けられている。一実施形態では、突出部４１には、金属チューブを支持するための２〜５ｍｍ幅の平らな面が設けられている。この平らな面は、より高いトン数のプレスにおいてより効果的である。底プレート４０のベース４３はまた、両サイドカム３６の下に配置される大きい面積を有し、サイドカム３６が載るようになっている。ベース４３には、アルミニウムブロンズまたは硬化鋼で形成された摩耗プレート（図示せず）をボルト止めしておき、サイドカム３６がベース４３に焼付くのを防止できる。
【００２９】
本発明のダイ２０は、従来技術のダイに比べ幾つかの長所を有している。ダイ２０は、異なる寸法およびロール率を有する多数の管状捩りビーム部品２２を成形できる。ダイ２０はまた、製造中の管状捩りビーム部品２２のロール率を便利に調整できる。ロール率を調節するため、スペーサブロック３２、３８は、異なる寸法を有するスペーサブロックに交換できる。したがって、新しいロール率を必要とするときに、新しいダイを設計する必要はない。更に、ダイ２０は、金属チューブを単に一回のプレスストロークで管状捩りビーム部品２２に成形でき、付加成形工具または付加成形工程を必要としない。
【００３０】
本発明はまた、垂直スペーサブロック３２、水平スペーサブロック３８またはこれらの両方を備えた調節可能なダイ２０を用いて、種々の異なる寸法を有する複数の管状捩りビーム部品２２を成形する方法を提供する。ダイ２０が垂直スペーサブロック３２を備えた一実施形態によれば、本発明の方法は、両下方カセット２８の間に第１金属チューブを配置する工程を有している。金属チューブの両端部は、マンドレル３０を備えた下方カセット２８上に配置できる。或いは、金属チューブの両端部を両下方カセット２８の間に配置した状態で、金属チューブの両端部を支持するマンドレル３０を下方カセット２８上に配置できる。本発明の方法は、次に、上方半部２４を下方半部２６に向かって移動させて第１金属チューブをパンチ４４と係合させ、第１管状捩りビーム部品２２を成形する工程を有している。この移動工程の間、垂直スペーサブロック３２は、下方半部２６に向かう上方半部２４の移動を制限する。本発明の方法はまた、上方半部２４を下方半部２６に向かって移動させる間に両サイドカム３６を互いに近づけ、第１金属チューブがパンチ４４に係合した状態で第１金属チューブを成形ブロック３４に係合させる工程を有している。
【００３１】
一般に、パンチ４４は成形ブロック３４が金属チューブと係合し始める前に金属チューブと係合するが、パンチ４４および成形ブロック３４は一般に、互いに近づく方向に同時に移動しかつ同時に金属チューブと係合する。別の構成として、パンチ４４および成形ブロック３４を互いに同時に移動させて、異なる時点で金属チューブと係合させることもできる。本発明の方法は、第１管状捩りビーム部品２２を成形した後に、垂直スペーサブロック３２を、異なる寸法を有する垂直スペーサブロックと交換する工程を有している。本発明の方法は、次に、第２金属チューブを下方カセット２８上に配置し、上方半部２４を下方半部２６に向かって移動させ、第２金属チューブをパンチ４４と係合させて、第１管状捩りビーム部品２２とは異なる寸法を有する第２管状捩りビーム部品を成形する工程を有している。これらの工程を反復させれば、種々の異なる寸法を有する多数の管状捩りビーム部品２２を成形できる。
【００３２】
ダイ２０が水平スペーサブロック３８を有する他の実施形態によれば、本発明の方法は、第１金属チューブを下方カセット２８上に配置する工程を有し、この場合、第１金属チューブの両端部が下方カセット２８上に配置される。本発明の方法は、次に、上方半部２４を下方半部２６に向かって移動させ、第１金属チューブをパンチ４４と係合させる工程を有している。本発明の方法はまた、両サイドカム３６を互いに近づく方向に移動させ、第１金属チューブを成形ブロック３４と係合させて第１管状捩りビーム部品２２を成形する工程を有している。この場合、水平スペーサブロック３８が、互いに近づく方向に移動する両サイドカム３６の移動を制限する。本発明の方法は、第１管状捩りビーム部品２２を成形した後に、水平スペーサブロック３８を、異なる寸法を有する水平スペーサブロックと交換する工程を有している。本発明の方法は、次に、第２金属チューブを下方カセット２８上に配置し、上方半部２４を下方半部２６に向かって移動させ、第２金属チューブをパンチ４４と係合させて、第１管状捩りビーム部品２２とは異なる寸法を有する第２管状捩りビーム部品を成形する工程を有している。これらの工程を反復させれば、種々の異なる寸法を有する多数の管状捩りビーム部品２２を成形できる。
【００３３】
上記教示から、本発明の多くの修正および変更が可能であり、かつ本発明の範囲内に包含される上記特定実施形態以外のものも実施することができる。
【符号の説明】
【００３４】
２０  ダイ
２２  管状捩りビーム部品
２４  ダイの上方半部
２６  ダイの下方半部
２８  下方カセット
３０  マンドレル
３２  垂直スペーサブロック
３４  成形ブロック
３６  サイドカム
３８  水平スペーサブロック
４０  底プレート
４２  上方カセット
４４  パンチ
４５  カムドライバ
【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５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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