JP2000145735A

JP2000145735A - アーム用部材

Info

Publication number: JP2000145735A
Application number: JP10316399A
Authority: JP
Inventors: Rentaro Kato; 錬太郎加藤; Yuichi Ogawa; 雄一小川; Shigetoshi Jogan; 茂利成願; Tomoaki Yamanoi; 智明山ノ井
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd; Showa Aluminum Corp
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd; Showa Aluminum Can Corp
Priority date: 1998-11-06
Filing date: 1998-11-06
Publication date: 2000-05-26
Also published as: EP0999077A1; DE19953597A1

Abstract

(57)【要約】【課題】部材本体と継手部がしっかりと連結されてい
るアーム用部材を提供すること。【解決手段】アーム用部材１は、棒状のパイプ材から
なる部材本体２と、ブッシュ装着部等の継手部５とを備
えている。継手部５には、連結用突出部９が一体に設け
られている。連結用突出部５は、その端部の外径が部材
本体２の一端部の外径と略同寸に設定されるとともに、
端面の中央部に、部材本体２の一端開口部と略同寸の開
口部を有する凹部１０が形成されている。そして、この
連結用突出部９の端面が、部材本体２の一端面に、凹部
１０の開口部と部材本体２の一端開口部とが向き合う態
様で、突き合わされるとともに、この突合せ部１１が溶
接（溶接部Ｗ）されることにより、継手部５と部材本体
２が連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば自動車の
サスペンションアーム、エンジンマウントに用いられる
アーム用部材に関し、詳述すれば他の部材と連結される
継手部を有するアーム用部材に関する。

【０００２】なお、この明細書において、「アルミニウ
ム」の語はその合金を含む意味において用いる。

【０００３】

【従来の技術】例えば、従来の自動車のアッパーアー
ム、ロアアーム、トレーリングアーム、トーションバー
等のサスペンションアーム用部材（５１）は、図５
（ａ）に示すように、所定長さを有する棒状の断面円形
の金属製パイプ材からなる部材本体（５２）と、該部材
本体（５２）の一端又は両端に連結されるとともに、ブ
ッシュ（５７）（５７）を装着する金属製ブッシュ装着
部（５３）（５３）とから構成されている。前記部材本
体（５２）がパイプ材から構成されている理由は、アー
ム用部材（５１）の軽量化を図るためである。

【０００４】前記ブッシュ装着部（５３）は、同図
（ｂ）に示すように、円形のブッシュ保持孔（５４）を
有し、このブッシュ保持孔（５４）内に、ゴム弾性体を
有する円筒型の防振ブッシュ（５７）が圧入装着されて
いる。そして、このブッシュ装着部（５３）は、前記ブ
ッシュ保持孔（５４）内に装着された防振ブッシュ（５
７）を介して、他の部材（図示せず）と連結されるもの
である。

【０００５】さらに、このブッシュ装着部（５３）に
は、断面円形の径大の連結用突出部（５５）が一体に突
設されており、更にこの連結用突出部（５５）の端面の
中央部には、断面円形の径小の嵌合部（５６）が一体に
突設されている。

【０００６】そして、このアーム用部材（５１）は、前
記嵌合部（５６）を前記部材本体（５２）の一端開口部
内に、前記連結用突出部（５５）の端面が部材本体（５
２）の一端面に突き当たるまで嵌合した後、図６に示す
ように、前記連結用突出部（５５）の端面と前記部材本
体（５２）の一端面との突合せ部（５８）を、該突合せ
部（５８）に沿って溶接することにより、ブッシュ装着
部（５３）と部材本体（５２）とが連結されているもの
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、部材本
体（５２）の一端開口部内に嵌合部（５６）が嵌合され
た状態で、連結用突出部（５５）の端面と部材本体（５
２）の一端面とを突合せ溶接すると、図６（ｂ）に示す
ように、溶接部（Ｗ’）に嵌合部（５６）と部材本体
（５２）との界面からルート割れ（Ｒ）が発生してしま
い、そのため得られたアーム用部材（５１）は、接合強
度が低く、強度的信頼性の乏しいものであった。

【０００８】この発明は、このような技術背景に鑑みて
なされたもので、ブッシュ装着部等の継手部と部材本体
とがしっかりと連結されている軽量なアーム用部材を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、棒状のパイプ材からなる部材本体の少
なくとも一端部に、継手部が該継手部に一体に設けられ
た連結用突出部を介して連結されたアーム用部材であっ
て、前記連結用突出部は、少なくともその端部の外径が
部材本体の一端部の外径と略同寸に設定されるととも
に、端面の中央部に、部材本体の一端開口部と略同寸の
開口部を有する凹部が形成され、この連結用突出部の端
面が、部材本体の一端面に、凹部の開口部と部材本体の
一端開口部とが向き合う態様で、突き合わされるととも
に、この突合せ部が溶接されることにより、継手部と部
材本体が連結されていることを特徴とする。

【００１０】この発明によれば、連結用突出部の端面
が、部材本体の一端面に、凹部の開口部と部材本体の一
端開口部とが向き合う態様で、突き合わされることによ
り、部材本体の中空部と連結用突出部の凹部とからなる
空洞部が、この突合せ部を跨ぐ態様で形成されるととも
に、部材本体の一端開口部が閉塞される。そして、この
状態で、突合せ部が溶接されることにより、継手部と部
材本体が連結される。この溶接に際し、突合せ部には、
上記のような空洞部が形成されているので、溶接部にル
ート割れが発生し難くなり、そのため接合強度が高くな
る。また、部材本体がパイプ材から構成されるので、ア
ーム用部材が軽量になる。したがって、継手部と部材本
体がしっかりと連結されている、つまり優れた強度的信
頼性を有する軽量なアーム用部材となる。

【００１１】また、この発明によれば、アーク溶接法、
プラズマ溶接法、レーザ溶接法、電子ビーム溶接法等の
融接法により、突合せ部を溶接する場合であっても、溶
接部に発生するルート割れを防止することができる。

【００１２】また、部材本体の周面の一部又は連結用突
出部の周面の一部に、部材本体の中空部と連結用突出部
の凹部とからなる空洞部と、外部とを連通した空気抜き
孔が設けられている場合には、溶接時に、シールドガス
の一部が突合せ部の隙間から中空部内に入り込むととも
に、空洞部内の空気が空気抜き孔を通って外部に流出す
るものとなり、その結果、空洞部内の空気がシールドガ
スに置換される。そのため、溶接部の裏面の酸化が防止
され、ブローホール等の溶接欠陥が減少するため、極め
て高い接合強度が得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施形態を図面
に基づいて説明する。

【００１４】図１において、（１）は、自動車のサスペ
ンションアーム用部材に用いられるアーム用部材であ
る。

【００１５】このアーム用部材（１）は、所定長さを有
する棒状の部材本体（２）と、該部材本体（２）の両端
部に連結され、防振ブッシュ（１３）（１３）を装着す
る合計２個のブッシュ装着部（５）（５）とを備えてい
る。前記両ブッシュ装着部（５）（５）には、後述する
ように連結用突出部（９）（９）が一体に設けられてい
る。そして、ブッシュ装着部（５）（５）が連結用突出
部（９）（９）を介して前記部材本体（２）の両端部に
溶接により連結されている。

【００１６】このアーム用部材（１）の構成を詳細に説
明する。

【００１７】前記部材本体（２）は、図２に示すよう
に、断面円形のアルミニウム押出パイプ材からなる。ま
た、両端部近傍の周面の一部には、部材本体（２）の中
空部（３）と外部とを連通した小径（例えば１ｍｍφ）
の空気抜き孔（４）（４）が設けられている。

【００１８】一方、前記ブッシュ装着部（５）は、アル
ミニウム鍛造材からなるものであって、図２に示すよう
に、円形のブッシュ保持孔（６）を有し、この保持孔
（６）内に、ゴム弾性部を有する円筒型の防振ブッシュ
（１３）が圧入装着されている。さらに、保持孔（６）
の近傍には、隔壁部（８）を隔てて貫通孔（７）が形成
されている。この貫通孔（７）は、衝突荷重を受けた際
に、前記保持孔（６）内に装着されたブッシュ（１３）
が前記隔壁部（８）を塑性変形させながら移動するため
の空間を形成するものである。

【００１９】さらに、このブッシュ装着部（５）には、
前記部材本体（２）と連結される断面円形の連結用突出
部（９）が一体に突設されている。

【００２０】この連結用突出部（９）の端面の中央部に
は、凹部（１０）が形成されている。この凹部（１０）
は、前記部材本体（２）の一端開口部と同寸の開口部を
有している。また、この凹部（１０）の深さ寸法は、連
結用突出部（９）の長さ寸法と同寸である。したがっ
て、この連結用突出部（９）は、円筒状に形成されてい
る。さらに、この連結用突出部（９）の基部、中間部及
び端部の外径はいずれも、前記部材本体（２）の端部の
外径と同寸に設定されている。したがって、この連結用
突出部（９）の端面を、前記部材本体（２）の一端面
に、前記凹部（１０）の開口部と部材本体（２）の一端
開口部とが向き合うようにして突き合わせると、図３に
示すように、アーム用部材（１）の内部に、部材本体
（２）の中空部（３）と連結用突出部（９）の凹部（１
０）とからなる空洞部（１２）が、この突合せ部（１
１）を跨いで形成され、かつ部材本体（２）の一端開口
部が閉塞されることとなる。さらに、部材本体（２）の
端部の外周面と連結用突出部（９）の外周面とが面一に
なるとともに、部材本体（２）の端部の内周面と連結用
突出部（９）の内周面とが面一になる。

【００２１】そして、この状態で、前記突合せ部（１
１）が溶接されることにより、前記部材本体（２）の端
部に前記ブッシュ装着部（５）の連結用突出部（９）が
連結される。

【００２２】この実施形態では、前記突合せ部（１１）
の溶接は、ＭＩＧにより行われており、これを簡単に説
明すると、次の通りである。すなわち、図４（ａ）にお
いて、（２０）は円筒状のガスノズルで、その内部に溶
加材となるワイヤ電極（２１）を有している。そして、
このガスノズル（２０）から不活性ガスからなるシール
ドガス（２２）を噴射することにより空気から遮蔽した
状態で、前記ワイヤ電極（２１）の先端と前記突合せ部
（１１）との間にアーク（２３）を発生させながら、ガ
スノズル（２０）を突合せ部（１１）に沿って相対的に
移動させる。こうすることにより、同図（ｂ）に示すよ
うに、突合せ部（１１）がその全周に亘って溶接され
る。同図において（Ｗ）は、突合せ部（１１）に形成さ
れた溶接部である。

【００２３】この突合せ部（１１）の溶接の際に、同図
（ａ）に示すように、シールドガス（２２）の一部（２
２ａ）が、前記空洞部（１２）内の空気（２４）を空気
抜き孔（４）を通じて外部へと押し出しながら、突合せ
部（１１）の隙間から空洞部（１２）内に入り込み、そ
のため空洞部（１２）内の空気（２４）がシールドガス
（２２ａ）に置換されることとなる。したがって、溶接
部（Ｗ）の裏面が酸化しなくなるため、ブローホール等
の溶接欠陥が著しく減少した良好な溶接部（Ｗ）が形成
される。

【００２４】なお、突合せ部（１１）の溶接は、ＭＩＧ
の他、ＴＩＧ等のアーク溶接法、あるいはプラズマ溶接
法、レーザ溶接法、電子ビーム溶接法等の融接法により
行うこともできる。このような融接法で突合せ部（１
１）を溶接する場合であっても、溶接部（Ｗ）のルート
割れの発生を防止することができる。

【００２５】こうして得られたアーム用部材（１）は、
部材本体（２）がパイプ材からなるので、軽量なものに
なっている。しかも、部材本体（２）とブッシュ装着部
（５）（５）がともにアルミニウムからなるので、極め
て軽量なものになっている。

【００２６】さらに、このアーム用部材（１）は、突合
せ部（１１）に上記のような空洞部（１２）が形成され
た状態で、溶接されたものなので、溶接部（Ｗ）にルー
ト割れが殆ど発生しておらず、溶接状態の良好なものに
なっている。

【００２７】その上、このアーム用部材（１）は、空洞
部（１２）内の空気がシールドガス（２２ａ）に置換さ
れた状態で、溶接が行われているので、溶接部（Ｗ）に
はブローホールが殆ど発生しておらず、そのため溶接状
態の極めて良好なものになっている。特に、このアーム
用部材（１）は、部材本体（２）の両端部にブッシュ装
着部（５）（５）が連結されているので、空洞部（１
２）が密閉された状態になっており、溶接部（Ｗ）の裏
面が極めて酸化され易いものであるところ、部材本体
（２）に空気抜き孔（４）（４）が設けられていること
から、空洞部（１２）内の空気をシールドガス（２２）
に容易に置換することができる。

【００２８】したがって、このアーム用部材（１）は、
部材本体（２）とブッシュ装着部（５）（５）とがしっ
かりと連結された優れた強度的信頼性を有し、かつ極め
て軽量なものになっている。

【００２９】以上、この発明の実施形態を説明したが、
この発明は上記実施形態に限定されりるものではない。

【００３０】例えば、部材本体（２）は角筒状のパイプ
材からなるものであっても良い。また、部材本体（２）
の一端面及び連結用突出部（９）の端面に、Ｖ形、Ｕ形
等の開先が形成されていても良い。また、空気抜き孔
（４）は、連結用突出部（９）に設けられていても良
い。

【００３１】また、継手部（５）は部材本体（２）の一
端部のみに連結されていても良い。さらに継手部（５）
は、例えばボールジョイント、ヨークであっても良い。

【００３２】

【実施例】次に、この発明の具体的実施例を示す。

【００３３】以下に示す実施例１及び２では、アーム用
部材として上記実施形態に示したものを製作している。
使用した部材本体（２）は、Ａ６０６１−Ｔ６材からな
り、その端部の寸法は外径３０ｍｍ×肉厚３ｍｍであ
る。また、ブッシュ装着部（５）（５）は、Ａ６０６１
鍛造材からなり、連結用突出部（９）（９）の端部の寸
法は、部材本体（２）の端部の寸法と同じく、外径３０
ｍｍ×肉厚３ｍｍである。

【００３４】一方、比較例１では、アーム用部材として
上記従来例に示したもの（５１）を製作した。使用した
部材本体（５２）は、実施例１及び実施例２と同じくＡ
６０６１−Ｔ６材からなり、その端部の寸法は外径３０
ｍｍ×肉厚３ｍｍである。また、ブッシュ装着部（５
３）は、Ａ６０６１鍛造材からなり、連結用突出部（５
５）の端部の寸法は、部材本体（５２）の端部の外径寸
法と同じく直径３０ｍｍであり、嵌合部（５６）の寸法
は、部材本体（５２）の端部の内径寸法と同じく直径２
４ｍｍである。

【００３５】また、これら実施例１、実施例２及び比較
例１の突合せ部の溶接は、いずれもＭＩＧにより行われ
ており、次の溶接条件で突合せ部を溶接したものであ
る。

【００３６】・電流値１６０Ａ・電圧２４Ｖ・溶加材５３５６ＷＹ（ワイヤ径１．２ｍｍφ）・送り速度８０ｃｍ／ｍｉｎ・シールドガス２０リットル／ｍｉｎ

【００３７】＜実施例１＞部材本体（２）に空気抜き孔
（４）（４）を設けて、突合せ部（１１）を溶接した。

【００３８】＜実施例２＞部材本体（２）に空気抜き孔
を設けないで、突合せ部（１１）を溶接した。

【００３９】＜比較例１＞部材本体（５２）の一端開口
部内に嵌合部（５６）をぴったりと嵌合した状態で、突
合せ部（５８）を溶接した。

【００４０】上記実施例１、実施例２及び比較例１のア
ーム用部材について、接合部（Ｗ）の引張り強さσ
_B（単位：Ｎ／ｍｍ²）を調べた。この結果を表１に示
す。

【００４１】

【表１】

【００４２】表１に示すように、実施例１及び実施例２
のアーム用部材は、溶接部の引張り強さσ_Bが比較例１
のアーム用部材よりも格段に大きく、したがって優れた
強度的信頼性を有していることが分かった。さらに、実
施例１と実施例２を比較すると、溶接部の引張り強さσ
_Bは実施例１のアーム用部材の方が大きく、したがって
実施例１のアーム用部材は、格段に優れた強度的信頼性
を有していることが分かった。

【００４３】さらに、上記実施例１、実施例２及び比較
例１のアーム用部材について、溶接部の接合状態を目視
にて調べたところ、比較例１のアーム用部材の溶接部に
は、微細なルート割れが多数、発生していたが、実施例
１及び実施例２のアーム用部材の溶接部には、ルート割
れが殆ど発生しておらず、溶接状態が良好であることが
分かった。特に、実施例１のアーム用部材の溶接部に
は、ブローホールが殆ど発生しておらず、したがって溶
接状態が極めて良好であることが分かった。

【００４４】

【発明の効果】この発明は、上記の構成を有しているの
で、連結用突出部の端面が、部材本体の一端面に、凹部
の開口部と部材本体の一端開口部とが向き合う態様で、
突き合わされることにより、部材本体の中空部と連結用
突出部の凹部とからなる空洞部がこの突合せ部を跨ぐ態
様で形成されるとともに、部材本体の一端開口部が閉塞
され、そして、この状態で、突合せ部が溶接されること
により、継手部と部材本体が連結されるものとなる。こ
の溶接に際し、突合せ部には、空洞部が形成されている
ので、溶接部にルート割れが発生し難くなり、そのため
高い接合強度が得られる。また、部材本体がパイプ材か
ら構成されるので、アーム用部材が軽量になる。したが
って、継手部と部材本体がしっかりと連結されている、
つまり優れた強度的信頼性を有する軽量なアーム用部材
を提供することができる。

【００４５】また、この発明によれば、アーク溶接法、
プラズマ溶接法、レーザ溶接法、電子ビーム溶接法等の
融接法により、突合せ部を溶接する場合であっても、溶
接部に発生するルート割れを防止することができるとい
う効果を奏する。

【００４６】また、部材本体の周面の一部又は連結用突
出部の周面の一部に、部材本体の中空部と連結用突出部
の凹部とからなる空洞部と、外部とを連通した空気抜き
孔が設けられている場合には、溶接時に、シールドガス
の一部が突合せ部の隙間から中空部内に入り込むととも
に、空洞部内の空気が空気抜き孔を通って外部に流出
し、その結果、空洞部内の空気がシールドガスに置換さ
れるものとなり、そのため溶接部の裏面の酸化が防止さ
れ、ブローホール等の溶接欠陥が減少するため、極めて
高い接合強度が得られるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態のアーム用部材を示す全
体斜視図である。

【図２】同アーム用部材の溶接前の分解斜視図である。

【図３】部材本体とブッシュ装着部（継手部）の連結用
突出部とを突き合わせた状態を示す断面図である。

【図４】（ａ）は突合せ部を溶接する途中の状態を示す
拡大断面図、（ｂ）は溶接後の状態を示す拡大断面図で
ある。

【図５】従来のアーム用部材を説明するための図で、
（ａ）は同アーム用部材の全体斜視図、（ｂ）は同アー
ム用部材の溶接前の分解斜視図である。

【図６】（ａ）は部材本体の一端開口部内にブッシュ装
着部の嵌合部を嵌合した状態を示す断面図、（ｂ）は溶
接後の状態を示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１…サスペンションアーム用部材（アーム用部材）２…部材本体３…中空部４…空気抜き孔５…ブッシュ装着部（継手部）９…連結用突出部１０…凹部１１…突合せ部１２…空洞部２０…ガスノズルＷ…溶接部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小川雄一愛知県小牧市大字北外山字哥津3600番地東海ゴム工業株式会社内 (72)発明者成願茂利堺市海山町６丁224番地昭和アルミニウム株式会社内 (72)発明者山ノ井智明堺市海山町６丁224番地昭和アルミニウム株式会社内Ｆターム(参考） 3D001 AA17 DA04 3J023 EA02 FA03 GA03 4E081 AA02 BA08 BA27 BA29 CA01 CA14 CA19 CA20 DA05 FA01 FA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】棒状のパイプ材からなる部材本体（２）
の少なくとも一端部に、継手部（５）が該継手部に一体
に設けられた連結用突出部（９）を介して連結されたア
ーム用部材（１）であって、前記連結用突出部（９）は、少なくともその端部の外径
が部材本体（２）の一端部の外径と略同寸に設定される
とともに、端面の中央部に、部材本体（２）の一端開口
部と略同寸の開口部を有する凹部（10）が形成され、この連結用突出部（９）の端面が、部材本体（２）の一
端面に、凹部（10）の開口部と部材本体（１）の一端開
口部とが向き合う態様で、突き合わされるとともに、こ
の突合せ部（11）が溶接されることにより、継手部
（５）と部材本体（２）が連結されていることを特徴と
するアーム用部材。
【請求項２】前記突合せ部（11）が、アーク溶接法、
プラズマ溶接法、レーザ溶接法、電子ビーム溶接法等の
融接法により、溶接されている請求項１記載のアーム用
部材。
【請求項３】前記部材本体（２）の周面の一部又は前
記連結用突出部（９）の周面の一部に、部材本体の中空
部（３）と連結用突出部の凹部（10）とからなる空洞部
（12）と、外部とを連通した空気抜き孔（４）が設けら
れている請求項１又は２記載のアーム用部材。