JP2000161330A - アーム用部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部材本体の一部に、ブッシュ装着部等の継手
部がネジにより連結されたアーム用部材において、ネジ
のゆるみを防止することができ、かつ部材本体と継手部
との間の引張強さに関して高い強度的信頼性を有するア
ーム用部材を提供すること。 【解決手段】 ブッシュ装着部20には、ネジ棒部31が一
体に設けられている。一方、部材本体10の端部には、ネ
ジ棒部31に対応するネジ孔部32が設けられている。そし
て、ネジ棒部31がネジ孔部32内のねじ合わされるととも
に、このねじ合わせ部30が溶接されることによって、部
材本体10とブッシュ装着部20とが接合一体化されてい
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】

【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、所定長さを有する断面円形の中空パイプ
材からなる棒状の金属製部材本体（52）と、該部材本体
（52）の一端部又は両端部に取り付けられた金属製継手
部（54）（54）とから構成されている。同図に示したア
ーム用部材（51）にあっては、前記継手部（54）（54）
は、ブッシュ（57）（57）を装着するブッシュ装着部か
らなる。また、前記部材本体（52）が中空パイプ材から
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。

【０００３】前記ブッシュ装着部（54）は、円形のブッ
シュ保持孔（55）を有し、このブッシュ保持孔（55）内
に、ゴム弾性部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（5
4）は、前記ブッシュ保持孔（55）内に装着された防振
ブッシュ（57）を介して、他の部材（図示せず）と連結
されるものである。

【０００４】さらに、このブッシュ装着部（54）には、
断面円形の径大の連結用突出部（56）が一体に突設され
ており、更にこの連結用突出部（56）の端面軸線上に
は、同図（ｂ）に示すように、周面に雄ネジ（61a ）が
形成された径小のネジ棒部（61）が一体に突設されてい
る。

【０００５】一方、前記部材本体（52）の両端部には、
その中空部（53）内周面に前記雄ネジ（61a ）と螺合す
る雌ネジ（62a ）が形成されることによって、前記ネジ
棒部（61）に対応するネジ孔部（62）が設けられてい
る。

【０００６】そして、前記ネジ棒部（61）が前記ネジ孔
部（62）内にねじ合わされることによって、部材本体
（52）とブッシュ装着部（54）とが連結されている。同
図において（60）はねじ合わせ部を示している。

【０００７】而して、このようなアーム用部材（51）
は、自動車において重要な構造部材になるものであるか
ら、部材本体（52）とブッシュ装着部（54）とはしっか
りと連結されていなければならない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のアーム用部材（51）は、部材本体（52）とブッシュ
装着部（54）とが上記ネジ棒部（61）のネジ孔部（62）
内へのねじ合わせ、即ちネジにより連結されたものなの
で、自動車の振動でネジがゆるみ易く、そのためブッシ
ュ装着部（54）の向きが変わったり、ブッシュ装着部
（54）が外れたりする虞があった。

【０００９】さらに、上記従来のアーム用部材（51）に
あっては、部材本体（52）とブッシュ装着部（54）との
間の引張強さは、雌ネジ（61a ）と雄ネジ（62a ）との
螺合だけで確保されているから、引張強さに関する強度
的信頼性が低かった。

【００１０】この発明は、このような技術的背景に鑑み
てなされたもので、ネジのゆるみを防止することがで
き、かつ引張強さに関して高い強度的信頼性を有するア
ーム用部材を提供することを目的とする。

【００１１】

【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、部材本体の一部に継手部がネジにより
連結されたアーム用部材であって、ねじ合わせ部におい
て溶接が施されることにより、部材本体と継手部とが接
合一体化されていることを特徴とする。

【００１２】これによれば、ねじ合わせ部において溶接
が施されることにより、ネジが締め付け状態に保持され
る。したがって、振動を受けてもネジのゆるみは生じな
くなる。さらに、部材本体と継手部とが接合一体化され
ているから、継手部と部材本体との間の引張強さは、雄
ネジと雌ネジとの螺合と、溶接固着力との二つの結合力
によって確保されるので、引張強さに関する強度的信頼
性が向上する。

【００１３】また、このアーム用部材にあっては、部材
本体と継手部とを接合一体化する溶接は、ねじ合わせ部
に施されているので、溶接時の熱歪みが殆ど発生してい
ない、つまり接合状態の良好なものとなっている。すな
わち、ねじ合わせ部は、雄ネジと雌ネジとの螺合により
拘束された状態になっている。そこで、このねじ合わせ
部に溶接を施す。こうすることにより、熱歪みの発生が
防止される。そのため、得られるアーム用部材は、熱歪
みが殆ど発生していない、つまり接合状態の良好なもと
のなる。

【００１４】

【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。

【００１５】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。

【００１６】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（10）と、該部材本体（10）の長さ
方向両端部に取り付けられ、防振ブッシュ（23）（23）
を装着する合計２個のブッシュ装着部（20）（20）とか
ら構成されている。

【００１７】前記部材本体（１）は、図２に示すよう
に、断面円形のアルミニウム（その合金を含む、以下同
じ）押出パイプ材からなる。

【００１８】一方、前記ブッシュ装着部（20）は、アル
ミニウム鍛造材からなるものであって、上記従来例のも
のと同じように、円形のブッシュ保持孔（21）を有して
おり、この保持孔（21）内に、ゴム弾性部を有する円筒
型の防振ブッシュ（23）が圧入装着されている。

【００１９】さらに、このブッシュ装着部（20）には、
前記部材本体（10）と連結される断面円形の径大の連結
用突出部（22）が一体に突設され、更にこの連結用突出
部（22）の端面軸線上には、周面に雄ネジ（31a ）が形
成された径小のネジ棒部（31）が一体に突設されてい
る。このネジ棒部（31）は、これを時計回りに回転する
ことにより進行するネジ、つまり右ネジからなるもので
ある。また、前記連結用突出部（22）の径は、前記部材
本体（10）の外径と略同寸に設定されている。

【００２０】一方、前記部材本体（10）の両端部には、
その中空部（11）の内周面に前記雄ネジ（31a ）と螺合
する雌ネジ（32a ）が形成されることによって、前記ネ
ジ棒部（31）に対応するネジ孔部（32）が設けられてい
る。

【００２１】そして、前記ネジ棒部（31）が前記ネジ孔
部（32）内に、前記連結用突出部（22）の端面が部材本
体（10）の端面に強く圧接するまで、ねじ合わされるこ
とにより、部材本体（10）とブッシュ装着部（20）とが
連結されている。この連結状態において、前記連結用突
出部（22）の径は、上述したように、前記部材本体（1
0）の外径と略同寸に設定されているから、連結用突出
部（22）の周面と部材本体（10）の外周面とは略面一に
なっている。さらに、部材本体（10）とブッシュ装着部
（20）とは、雄ネジ（31a ）と雌ネジ（32a ）との螺合
により、ねじ合わせ部（30）において拘束された状態に
なっている。

【００２２】こうして部材本体（10）とブッシュ装着部
（20）とをネジにより連結した後、ねじ合わせ部（30）
において溶接が施されることにより、図４に示すよう
に、部材本体（10）とブッシュ装着部（20）とが接合一
体化されている。同図において（Ｗ）は溶接部を示して
いる。

【００２３】前記溶接は、ＭＩＧやＴＩＧ等のアーク溶
接法、プラズマ溶接法、レーザ溶接法、電子ビーム溶接
法等の溶融接合法により行うこともできるが、この実施
形態では、固相接合法の一種である摩擦撹拌接合法によ
り行われている。この摩擦撹拌接合法によれば、固相接
合法の一種であることから、部材本体（10）及びブッシ
ュ装着部（20）を構成する金属材の種類に制約を受けな
いとか、接合時の熱歪みが小さいといった利点がある。
そのため、前記溶接は、摩擦撹拌接合法で行うことが望
ましい。

【００２４】摩擦撹拌接合法により前記溶接を行う場合
について説明すると、次の通りである。図２において、
（40）は摩擦撹拌接合用の接合工具で、径大の円柱状回
転子（41）の端面軸線上に、該回転子（41）と一体回転
自在に径小のピン状プローブ（42）が突設されている。
これら回転子（41）及びプローブ（42）はともに、部材
本体（10）及びブッシュ装着部（20）を構成する金属材
よりも硬質でかつ発生する摩擦熱に耐えうる耐熱材料か
ら構成されている。（41a ）は前記回転子（41）の端面
からなる肩部である。

【００２５】そして、この接合工具（40）を用い、前記
回転子（41）を回転させて前記プローブ（42）を回転さ
せながら、該プローブ（42）をねじ合わせ部（30）に挿
入する。この実施形態では、プローブ（42）は、ねじ合
わせ部（30）の一部である、連結用突出部（22）の端面
と部材本体（10）の端面との突合せ部（30a ）に、挿入
することとする。この挿入は、図３（ａ）に示すよう
に、プローブ（42）の先端が部材本体（10）の肉厚を越
えて、ネジ棒部（31）の内部に挿入されるまで行うこと
が、部材本体（10）とブッシュ装着部（20）とをより強
固に接合一体化することができる点で、望ましい。さら
に、回転子（41）の肩部（41a ）が連結用突出部（22）
及び部材本体（10）の周面に当接するまでプローブ（4
2）を挿入することが、摩擦熱をより多く発生しえて溶
接作業を迅速に行うことができ、更に溶接時の軟化撹拌
部分の飛散を防止しえて溶接部（Ｗ）の表面を平滑にし
うる点で、望ましい。

【００２６】次いで、プローブ（42）を突合せ部（30a
）に挿入した状態で、プローブ（42）を突合せ部（30a
）に沿って周方向に移動させ、あるいは突合せ部（30a
）が順次、プローブ（42）を通過するように部材本体
（10）及びブッシュ装着部（20）を、部材本体（10）の
軸線回りに一体回転させる。この実施形態では、部材本
体（10）及びブッシュ装着部（20）を一体回転させるこ
とを採用している。

【００２７】而して、このアーム用部材（１）にあって
は、部材本体（10）とブッシュ装着部（20）とは、接合
前にネジで連結されているものなので、いずれか一方を
回転駆動させると、他方もこれと一体に回転するものと
なされている。したがって、回転操作は、部材本体（1
0）かブッシュ装着部（20）のいずれか一方のみを回転
駆動させるだけで行うことができ、回転操作を極めて容
易に行うことができる。

【００２８】さらに、このようにいずれか一方の部材を
回転駆動させる場合には、回転駆動させる側の部材を、
部材本体（10）とブッシュ装着部（20）とを連結したネ
ジを締める方向に回転させることが、回転駆動力をそれ
とは反対側の部材に確実に伝達することができる点で、
望ましい。例えば、部材本体（10）を回転駆動させる場
合には、同図（ｂ）に示した矢印イの方向に部材本体
（10）を回転させれば良い。

【００２９】プローブ（42）の回転により発生する摩擦
熱、あるいは更に回転子（41）の肩部（41a ）と前記突
合せ部（30a ）の周面との摺動に伴い発生する摩擦熱と
によって、プローブ（42）との接触部分近傍において部
材本体（10）とブッシュ装着部（20）とは軟化し、かつ
該軟化部分がプローブ（42）の回転により撹拌されると
ともに、部材本体（10）及びブッシュ装着部（20）の回
転に伴って、軟化撹拌部分がプローブ（42）の通過溝を
埋めるように塑性流動したのち、摩擦熱を急速に失って
冷却固化される。この現象が部材本体（10）及びブッシ
ュ装着部（20）の回転に伴って順次繰り返されていき、
最終的に、図４に示すように、突合せ部（30a ）がその
全周に亘って摩擦撹拌接合されて、部材本体（10）とブ
ッシュ装着部（20）とが突合せ部（30a ）において接合
一体化される。同図中（Ｗ）は、ねじ合わせ部（30）の
突合せ部（30a ）に形成された溶接部を示している。

【００３０】こうして得られたアーム用部材（１）は、
部材本体（10）が中空パイプ材からなるので、軽量なも
のとなっている。しかも、部材本体（10）とブッシュ装
着部（20）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。

【００３１】さらに、このアーム用部材（１）は、部材
本体（10）とブッシュ装着部（20）とが接合一体化され
ているものなので、ネジがゆるんでブッシュ装着部（2
0）の向きが変わってしまうこともないし、部材本体（1
0）とブッシュ装着部（20）との間の引張強度は、雄ネ
ジ（31a ）と雌ネジ（32a ）との螺合と、溶接固着力と
によって確保されている。したがって、このアーム用部
材（１）は、引張強さに関する強度的信頼性が高く、か
つ極めて軽量なものになっている。

【００３２】さらに、このアーム用部材（１）は、雄ネ
ジ（31a ）と雌ネジ（32a ）との螺合により拘束状態と
なされているねじ合わせ部（30）において、溶接が施さ
れたものであるから、溶接部（Ｗ）には熱歪みが殆ど発
生しておらず、接合状態の良好なものになっている。し
かも、その溶接は、入熱量がＭＩＧ等の溶融接合法に比
して小さくそのため熱歪みが殆ど発生しない摩擦撹拌接
合によって、施されたものなので、接合状態の極めて良
好なものとなっている。

【００３３】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。

【００３４】例えば、ネジ棒部（31）が部材本体（10）
に設けられる一方、ネジ孔部（32）がブッシュ装着部
（20）に設けられていても良い。つまり、部材本体（1
0）とブッシュ装着部（20）のうちの一方にネジ棒部（3
1）が設けられるとともに、他方に前記ネジ棒部（31）
に対応するネジ孔部（32）が設けられていれば良い。ま
た、部材本体（10）やブッシュ装着部（20）に予めネジ
孔部（32）を設けておかないで、ネジ棒部（31）を木ね
じの如く強制的にねじ込むことにより、部材本体（10）
とブッシュ装着部（20）を連結したものであっても良
い。

【００３５】また、ブッシュ装着部（20）等の継手部
は、部材本体（10）の一端部のみに連結されていても良
い。さらに継手部は、ボールジョイント、ヨーク等であ
っても良い。

【００３６】

【発明の効果】上述の次第で、この発明によれば、部材
本体の一部に継手部がネジにより連結されたアーム用部
材であって、ねじ合わせ部において溶接が施されること
により、部材本体と継手部とが接合一体化されているか
ら、ネジのゆるみが防止されるとともに、継手部と部材
本体との間の引張強さが、雄ネジと雌ネジとの螺合と、
溶接固着力とによって確保され、そのため引張強さに関
する強度的信頼性が高く、かつネジのゆるみが生じない
アーム用部材を提供することができる。

【００３７】さらに、部材本体と継手部とを接合一体化
する溶接は、ねじ合わせ部において施されているもので
あるから、熱歪みが殆ど発生していない、つまり接合状
態の良好なアーム用部材を提供することができる。

【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】ネジ棒部をネジ孔部内にねじ合わせた状態を示
す部分断面図である。

【図３】（ａ）はねじ合わせ部において溶接を施す途中
の状態を示す部分断面図、（ｂ）はその斜視図である。

【図４】溶接後の状態を示す断面図である。

【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）はネジ棒
部をネジ孔部内にねじ合わせた状態を示す部分断面図で
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） 10…部材本体 20…ブッシュ装着部（継手部） 30…ねじ合わせ部 31…ネジ棒部 32…ネジ孔部 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 岩目地 範行 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 橋本 武典 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 4E067 AA05 BG02 DA17 EB00

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部材本体（10）の一部に継手部（20）が
   ネジにより連結されたアーム用部材（１）であって、 ねじ合わせ部（30）において溶接が施されることによ
   り、部材本体（10）と継手部（20）とが接合一体化され
   ていることを特徴とするアーム用部材。