第5期 緣于“活用智慧少花錢”的一項專利（前篇）

目錄

? 梯型車架是車輛的基礎
? 梯型車架的“制作方法”
? 尺寸太大“無法制作”
? 劃時代的金屬成形技術“無鍛模制作”

在富士國際賽車場的“富士汽車運動博物館”中，展示著豐田內(nèi)部復原后的夢幻賽車。也許各位讀者們會有以下幾點疑問：夢幻賽車的研發(fā)者是誰？他有著什么樣的想法和目的？這究竟是一輛怎樣的賽車？本次特別企劃將為大家介紹這輛夢幻賽車所蘊涵的歷史和意義，并直擊該賽車的復原現(xiàn)場，以便于為大家解開困惑。

在第5期中，制造梯型車架和車身的工作團隊將與大家見面，他們所負責的結構好比汽車的骨架，十分重要。本文為前篇，將主要介紹梯型車架的整套制造流程，其中包括設計、制作等內(nèi)容，敬請垂閱。

梯型車架是車輛的基礎

1951年，僅生產(chǎn)了2輛的TOYOPET RACER賽車問世。這距今已過去70多年，當年的車輛現(xiàn)在早已無從找尋，因此參與復原計劃的成員們只能根據(jù)照片和原始車的圖紙，從零開始打造各個主要零件。

其中最大的主要零件是梯型車架，因為外觀像梯子，故而得名。它就好比“車輛的脊柱”，由2條縱向的主梁（即縱梁），結合許多橫梁所構成。

梯型車架是車輛的“基礎”，其上會搭載發(fā)動機、變速器、車身等等，因此梯型車架在強度和精度上都有著嚴格要求，而且必須最先完成它的制造。

在TOYOPET RACER的復原計劃中，渡部真史和恒川國大挑戰(zhàn)了梯型車架的設計和制作工作，我們分別采訪了這2人。

渡部進入公司已有7年，他隸屬車身研發(fā)部，從事車身設計的工作。在復原計劃中，他也負責了這部分內(nèi)容。

另一位成員是恒川，他進入公司已有18年的時間。入職后的11年間，他都在沖壓生技部工作。后來在參與復原計劃時，他隸屬樣品試驗研發(fā)部?，F(xiàn)在的他已經(jīng)被調(diào)去電池制造技術部，從事EV電池制造技術的相關工作。

梯型車架的“制作方法”

由于梯型車架非常結實，所以現(xiàn)在多被用于如卡車、巴士、LAND CRUISER以及具備越野性能的部分SUV，這些平時活躍在嚴酷環(huán)境中的車型上。然而，在制作TOYOPET RACER的年代，這種梯型車架也會被用于一般乘用車型。

TOYOPET RACER的原始車“TOYOPET SD型乘用車”，以及該原始車的設計基礎車型“TOYOTA SB型卡車”，均使用了梯型車架。雖然公司留有這些車型的設計圖紙，但使用3D-CAD*，將當年的手繪圖進行三維數(shù)據(jù)化處理的工作卻有一定的難度。
*在計算機上進行3D數(shù)據(jù)編程的軟件。

并且，這次擺在研發(fā)小組面前的最大挑戰(zhàn)是“如何制作梯型車架”。主要負責解決梯型車架制作這一難題的員工名叫恒川。

一般來說，制作車架要使用鍛模，但為復原計劃僅造一輛的TOYOPET RACER單獨定制鍛模的話，既費時又費錢，且與項目便宜且快速的方針相悖，成本負擔過重。

于是，恒川找到渡部一同摸索有沒有“無鍛模”，即不使用鍛模的車架制作方式。在不斷摸索中，他們發(fā)現(xiàn)對于豐田來說，為這種多品種、少產(chǎn)量的產(chǎn)品進行解決方案開發(fā)迫在眉睫，這也是在電動化轉型后，“未來的造車”中必然要面對的課題。

正如前文所述，復原項目需要最先完成的結構就是梯型車架。為此，恒川等人在其他項目組還處于討論階段的2020年底，便已如火如荼地進入了制作的具體計劃研究階段。

在討論的過程中，恒川得知準乘2人的微型EV“C+pod”車型，在制作車架時就采用了合作企業(yè)日本大豐精機的“型材擠壓彎曲”制作技術。

日本大豐精機是一家位于日本豐田市的制造企業(yè)，常年服務于豐田汽車，無論是如底盤等汽車行駛系統(tǒng)相關零件的試制，還是生產(chǎn)一線的工作，該企業(yè)均有參與。在了解到這一情況后，恒川突發(fā)奇想“是否可以使用這種技術！？”于是，便來到了日本大豐精機，咨詢TOYOPET RACER梯型車架的無鍛模制作計劃是否可行。

尺寸太大“無法制作”

接受恒川咨詢的是隸屬于日本大豐精機營業(yè)部的平川真也、鑄型與試制技術部的高橋智正，以及零件制造部的志智高廣。

以前，日本大豐精機曾與豐田汽車的研發(fā)試制部一同進行過彎曲加工的試驗，但這次要制作的型材尺寸非常之大，尚無先例。期間也考慮過通過改造加工設備的方式解決，可考慮到成本問題，最終還是作罷。思來想去，最后決定使用專用簡易設備來制作。

劃時代的金屬成形技術“無鍛模制作”

最終，梯型車架的制作確定使用“無鍛模制作”工藝方法，而這種工藝就是日后被稱為“逐次擠壓彎曲成形”的加工法，并由豐田汽車與日本大豐精機共同申請了專利。

該加工法使用新研發(fā)的彎曲機，將管狀金屬用微弱的力量一點點擠壓變形，并通過多次錯開著力點的方式使型材成形。

一般來說，進行金屬彎曲加工時出現(xiàn)褶皺或變形的情況在所難免，但該加工法通過將填充物*嚴絲合縫地塞入內(nèi)外部對接的上下凹槽中，并上下同時用力擠壓，將金屬型材出現(xiàn)褶皺與變形的幾率控制在最小的范圍內(nèi)。
*防止成型不良的材料。

當型材被加工成理想形狀后，抽取出填充物，并焊接上下凹槽的側面。

今后，若要為如TOYOPET RACER一樣，并未留下鍛模的老爺車修復翻新時，“逐次擠壓彎曲成形”技術定能為翻新工作提供很大幫助。當然，這項技術也同樣適用于除造車外，其他少量生產(chǎn)的各種物件制造上。

TOYOPET RACER在70余年的時間里，不斷刺激著活躍在一線的技術人員與能工巧匠們，為技術帶來創(chuàng)新突破。

后篇中，我們將帶大家一起了解架設在梯型車架上，如雪茄煙般結構的上車架及外板的制作，敬請期待。

（文章：澀谷康人）