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在富士国际赛车场的“富士汽车运动博物馆”中，展示着丰田内部复原后的梦幻赛车。也许各位读者们会有以下几点疑问：梦幻赛车的研发者是谁？他有着什么样的想法和目的？这究竟是一辆怎样的赛车？本次特别企划将为大家介绍这辆梦幻赛车所蕴涵的历史和意义，并直击该赛车的复原现场，以便于为大家解开困惑。
在第5期中，制造梯型车架和车身的工作团队将与大家见面，他们所负责的结构好比汽车的骨架，十分重要。本文为前篇，将主要介绍梯型车架的整套制造流程，其中包括设计、制作等内容，敬请垂阅。
1951年，仅生产了2辆的TOYOPET RACER赛车问世。这距今已过去70多年，当年的车辆现在早已无从找寻，因此参与复原计划的成员们只能根据照片和原始车的图纸，从零开始打造各个主要零件。
其中最大的主要零件是梯型车架，因为外观像梯子，故而得名。它就好比“车辆的脊柱”，由2条纵向的主梁（即纵梁），结合许多横梁所构成。
梯型车架是车辆的“基础”，其上会搭载发动机、变速器、车身等等，因此梯型车架在强度和精度上都有着严格要求，而且必须最先完成它的制造。
上图为TOYOPET RACER的原始车——TOYOPET SD型乘用车的底盘，红色部分是梯型车架。
在TOYOPET RACER的复原计划中，渡部真史和恒川国大挑战了梯型车架的设计和制作工作，我们分别采访了这2人。
渡部进入公司已有7年，他隶属车身研发部，从事车身设计的工作。在复原计划中，他也负责了这部分内容。
上图为负责制作梯型车架和车身的渡部真史，他是本次复原计划的负责人之一。
渡部
我之所以参加这次复原计划，是因为上司对我说:“我推荐你去参加复原计划了，毕竟你以前参加过学生方程式赛车，应该很喜欢这次的项目吧”。
正如上司所说，我本身非常喜欢汽车和造物，在学生方程式赛车中也负责设计过车身，于是便来了干劲，觉得“这个项目能制造出有趣的汽车”，我也很期待能够在自己力所能及的范围内做出产品。其实我在参加项目之后才知道丰田还有TOYOPET RACER这款车，感觉学到不少。
另外，复原计划按照不同的结构部分来分配人员，我们这部分只有2人。但是梯型车架需要最先完成制造，而且要用到很多其他的相关零件，这让当时的我觉得：“这个工作量对2人来说未免太重了”。
另一位成员是恒川，他进入公司已有18年的时间。入职后的11年间，他都在冲压生技部工作。后来在参与复原计划时，他隶属样品试验研发部。现在的他已经被调去电池制造技术部，从事EV电池制造技术的相关工作。
上图为和渡部一起负责制造梯型车架的恒川国大。
恒川
上司对我说：“我听说复原计划需要会冲压和钣金加工的人才，所以推荐了你去”，因此我才了解到了这个项目。此前，我的工作一直局限于冲压领域，这次参与复原项目无疑是一个能够“了解车辆整体构造”的好机会。
另外，我知道初代皇冠曾代表丰田参加过环澳大利亚拉力赛，却不知道公司内竟然还有一款名为TOYOPET RACER的赛车，这让我感到意外的同时又十分骄傲。
由于梯型车架非常结实，所以现在多被用于如卡车、巴士、LAND CRUISER以及具备越野性能的部分SUV，这些平时活跃在严酷环境中的车型上。然而，在制作TOYOPET RACER的年代，这种梯型车架也会被用于一般乘用车型。
TOYOPET RACER的原始车“TOYOPET SD型乘用车”，以及该原始车的设计基础车型“TOYOTA SB型卡车”，均使用了梯型车架。虽然公司留有这些车型的设计图纸，但使用3D-CAD*，将当年的手绘图进行三维数据化处理的工作却有一定的难度。
*在计算机上进行3D数据编程的软件。
并且，这次摆在研发小组面前的最大挑战是“如何制作梯型车架”。主要负责解决梯型车架制作这一难题的员工名叫恒川。
一般来说，制作车架要使用锻模，但为复原计划仅造一辆的TOYOPET RACER单独定制锻模的话，既费时又费钱，且与项目便宜且快速的方针相悖，成本负担过重。
于是，恒川找到渡部一同摸索有没有“无锻模”，即不使用锻模的车架制作方式。在不断摸索中，他们发现对于丰田来说，为这种多品种、少产量的产品进行解决方案开发迫在眉睫，这也是在电动化转型后，“未来的造车”中必然要面对的课题。
正如前文所述，复原项目需要最先完成的结构就是梯型车架。为此，恒川等人在其他项目组还处于讨论阶段的2020年底，便已如火如荼地进入了制作的具体计划研究阶段。
该项目主要业务在一间大工作室内展开，项目组成员们聚集在挂有TOYOPET RACER照片的墙壁前，反复讨论可行性方案。
在讨论的过程中，恒川得知准乘2人的微型EV“C+pod”车型，在制作车架时就采用了合作企业日本大丰精机的“型材挤压弯曲”制作技术。
日本大丰精机是一家位于日本丰田市的制造企业，常年服务于丰田汽车，无论是如底盘等汽车行驶系统相关零件的试制，还是生产一线的工作，该企业均有参与。在了解到这一情况后，恒川突发奇想“是否可以使用这种技术！？”于是，便来到了日本大丰精机，咨询TOYOPET RACER梯型车架的无锻模制作计划是否可行。
接受恒川咨询的是隶属于日本大丰精机营业部的平川真也、铸型与试制技术部的高桥智正，以及零件制造部的志智高广。
上图为反复进行试错测试的日本大丰精机平川（左）、高桥（中）以及志智（右）。
平川
最初听了恒川先生的提议后，我第一感觉是要加工的型材具有一定的厚度和长度，因此加工机械也需要能够施加相应的荷重才行，因此对“无锻模制作”十分没有把握。最后，怀着死马当活马医的心情，找到了我们公司的高桥和志智，集思广益看看有没有解决办法。
高桥
作为一名工程师，越是遇到困难越会燃起“想做点什么”的心情。我们公司有一种通过连续弯曲加工金属圆管制作3D形状型材的设备。首先，我们讨论了使用该设备加工的可行性。
以前，日本大丰精机曾与丰田汽车的研发试制部一同进行过弯曲加工的试验，但这次要制作的型材尺寸非常之大，尚无先例。期间也考虑过通过改造加工设备的方式解决，可考虑到成本问题，最终还是作罢。思来想去，最后决定使用专用简易设备来制作。
最终，梯型车架的制作确定使用“无锻模制作”工艺方法，而这种工艺就是日后被称为“逐次挤压弯曲成形”的加工法，并由丰田汽车与日本大丰精机共同申请了专利。
该加工法使用新研发的弯曲机，将管状金属用微弱的力量一点点挤压变形，并通过多次错开着力点的方式使型材成形。
一般来说，进行金属弯曲加工时出现褶皱或变形的情况在所难免，但该加工法通过将填充物*严丝合缝地塞入内外部对接的上下凹槽中，并上下同时用力挤压，将金属型材出现褶皱与变形的几率控制在最小的范围内。
*防止成型不良的材料。
当型材被加工成理想形状后，抽取出填充物，并焊接上下凹槽的侧面。
高桥
这种加工法的灵感来源于制作小角形异型钢管（纵梁）的弯曲加工工艺。如果用以往的方式制作，绝对会超出预算。也正因为有了这种限制，才摸索出了全新的加工技术。
志智
我从事这项工作已经20多年了，还是第一次见到不使用冲压机的弯曲加工法。如果想要制作梯型车架，至少要用1000t以上的大型冲压机，还需要制作巨大的锻模。但使用这种加工方法，仅用10t左右的力度就可以将型材塑型，也不需要另外制作锻模，这绝对是一种划时代的金属成形技术。
上图为用“逐次挤压弯曲成形”这一划时代加工技术制作而成的梯型车架。
恒川
最终，我们以精准的尺寸完成了车架制作，并且将成本压低到以往使用锻模制作费用的一半左右。今后，这项工艺还必将在公司内外的各种场景中派上用场。
今后，若要为如TOYOPET RACER一样，并未留下锻模的老爷车修复翻新时，“逐次挤压弯曲成形”技术定能为翻新工作提供很大帮助。当然，这项技术也同样适用于除造车外，其他少量生产的各种物件制造上。
TOYOPET RACER在70余年的时间里，不断刺激着活跃在一线的技术人员与能工巧匠们，为技术带来创新突破。
后篇中，我们将带大家一起了解架设在梯型车架上，如雪茄烟般结构的上车架及外板的制作，敬请期待。
（文章：涩谷康人）
