JP2008143313A - 中空スタビライザ - Google Patents

Abstract

【課題】取付部に貫通孔を形成して曲げ加工しても、孔位置がズレない中空スタビライザを提供する。
【解決手段】スタビライザの両端にアーム部２を成形し、アーム部２の先端部に取付部５を設ける。取付部５は、アーム部２の中空の管素材Ｗの内径より若干小さな外径とした円柱状の中実部材１０を内部に挿入した状態で、圧縮して偏平に成形する。取付部５の小型化の要求を満足すると共に、曲げ加工しても、孔位置がズレないようにするために、取付部５の先端部分に、中実部材１０を囲む管素材Ｗの環状の管部１２を残すことができる切断位置Ｐで、取付部５を圧縮することでできた左右の広がり部５Ａを切除する。
【選択図】図５

Description

この発明は、自動車やトラック等の車両における左右の揺れ止めとして使用され、鋼製パイプを素材として中空構造で所定の形状に加工製造される、中空スタビライザに関する。

一般に、自動車やトラック等の車両には、左右の車輪の独立した懸架装置を連結して左右の揺れ（ローリング）を防止するためのスタビライザが装備されている。このスタビライザは、軽量化を図るために中空の管素材で成形され、車体の下面に配置されているデフやプロペラシャフト等の各種部品との干渉を避けるため、所定の３次元形状に加工されている。

具体的には、ほぼコ字型に成形され、中央直線部をトーションバーばね（トーション部）として使用し、この中央直線部の両側を湾曲させ、アームを構成し、各湾曲部から延ばした各アームの先端部は、それぞれ偏平に成形して取付部としてある。取付部には、車体に取り付けるための貫通孔が設けられている。

ここで、取付部を偏平に加工した際に、一文字に潰れた管口の両端部には、わずかな細孔（いわゆるエクボ）が残る。このため、密閉性が十分ではなく、この細孔から水分が浸入して中空スタビライザの中空内面に腐食を起こさせ、腐食が進んだ場合には折損に至るという問題がある。

更に、鋼製の管素材の端部を圧縮して潰すときに、密閉性をより高めるべく、強く圧縮すれば、その分、潰され過ぎて管素材の肉厚が減少し、取付部としての機械的強度が不足してしまうという問題もある。

そこで従来の中空スタビライザでは、中空の管素材の両端側の内部に中実材を挿入し、中空の管素材と中実材とを一緒に押し潰して偏平部を成形する方法で上述の問題を解決している（例えば、特許文献１参照）。

しかし、近年、車体側の構造が複雑になり、中空スタビライザを取り付ける取付用空間が減り、偏平部が成形されたため大きくなった取付部を小型化して欲しいという要求がある。更に、取付方向の制約等から、中空スタビライザの取付部位置での折り曲げ加工も要求されている。

取付部の小型化の要求に対しては、中空の管素材と中実材とを一緒に偏平に押し潰すことにより生じる、偏平に延びる幅（取付部における中空の管素材の軸方向に直交する方向の幅）方向の一部を、切断し除去することで対応が可能である。

具体的には、図１０に示すように、幅が偏平に延びて大型化した取付部１００の両側の幅方向端部部分１０１を切除するいわゆるトリミングと呼ばれる幅裁ち加工を行って取付部１００の幅を縮めて小型化することが行われている。

しかし、取付部位置での折り曲げ要求に対しては、車体への取付用の貫通孔１０４を開ける貫通孔加工及びトリミング後に折り曲げ加工を行う手順となるが、この手順で折り曲げ加工がされると、取付部１００の一部が切除されているために管素材と中実部材との間にズレが生じ、図１１に示すように、折り曲げ後の管素材と中実部材との貫通孔１０４の位置がズレてしまう問題がある。

特公昭６３−１２８号公報

本発明は、上述した点に鑑み、取付部に貫通孔を形成して曲げ加工しても、孔位置がズレない中空スタビライザを提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の中空スタビライザは、中空スタビライザ用の管素材の両端部の中空内部に、それぞれ塑性変形可能な中実部材を挿入し、前記管素材の前記中実部材が挿入されている部分を、塑性加工により偏平に成形して取付部とし、前記取付部の幅方向端部の幅裁ち加工の際に、前記取付部の端部に、断面が連続して環状に連なる管部を残して製造したことを特徴としている。

上記構成によれば、中空スタビライザの両端部に中実部材を挿入して取付部を成形するので、機密性と強度とを確保することができる。しかも取付部の幅方向端部の幅裁ち加工の際に、取付部の端部に、断面が連続して環状に連なる管部を残して製造しているので、残された管部により管素材と中実部材との結合強度を維持したままで、幅方向端部の幅裁ち加工を行うことができる。

従って、取付部の小型化が実現できると共に、残された管部により管素材と中実部材との結合強度が維持されており、取付部位置での折り曲げ加工により管素材と中実部材とが離れることを防ぐことができる。このため、取付部に貫通孔を形成し、孔加工後に折り曲げ加工を行っても、孔位置はズレない。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の中空スタビライザにおいて、前記中実部材は、塑性加工時に潰れる方向に対して直角の方向の幅が狭くなるように断面円形の両側を切除した形状であることを特徴としている。

上記構成によれば、請求項１に記載の発明の作用、効果に加えて、中実部材は、塑性加工時に潰れる方向に対して直角の方向の幅が狭くなるように断面円形の両側を切除した形状であるため、偏平に潰したときの幅方向の広がりを小さくできる。

このため、取付部の幅方向の端部の幅裁ち加工で切除される部分を少なくでき、残された管部による管素材と中実部材との結合強度は強く維持される。従って要求された位置でのトリミングが可能となり、取付部を小型化できる。更に、取付部に貫通孔を形成し、貫通孔加工後に折り曲げ加工を行っても、管素材と中実部材との結合強度は強く維持されているため貫通孔の位置はズレない。

請求項３に記載した発明は、請求項１に記載の中空スタビライザにおいて、前記取付部を長さ方向に切断した前記中実部材の断面が、前記管部から中央に渡ってクサビ状となるように、前記管素材の前記中実部材が挿入されている部分を塑性加工したことを特徴としている。

上記構成によれば、請求項１に記載の発明の作用、効果に加えて、取付部を長さ方向に切断した中実部材の断面が、管部から中央に渡ってクサビ状となるように塑性加工しているため、管素材と中実部材が離れることを防止できる。

即ち、中実部材がクサビ状となっているため、取付部位置で折り曲げ加工を行なっても、引張側と圧縮側の管素材と中実部材とが離れることはなく、貫通孔の位置はズレない。

本発明の中空スタビライザによれば、取付部に貫通孔を形成して曲げ加工しても、貫通孔位置がズレない中空スタビライザを提供できる。

（第１の実施の形態）

以下、本発明の中空スタビライザに係わる実施の形態について、図１乃至図９を参照しながら説明する。

図１に示すように、中空スタビライザ１は、鋼製の管（パイプ）素材を曲げ加工してほぼコ字型に成形されている。中空スタビライザ１は、トーションバーばねとして使用する中央直線部のトーション部３、このトーション部３の両側を湾曲させた湾曲部４、湾曲部４から直線状に延ばしたアーム部２で構成されている。そして、各アーム部２の先端部を潰して偏平に加工し、車体（図示せず）に取り付けるための取付部５としている。取付部５には、取付部５を車体に固定するための貫通孔６が設けられている。

図２に示すように、取付部５は、アーム部２の先端部に、中実部材１０を挿入した後、アーム部２の先端部を中実部材１０と一緒にプレス部８、９等の塑性加工手段で圧縮して潰し、アーム部２の径方向に偏平とする方法で成形している。

ここに、中実部材１０は、スタビライザ１の中空の管素材の内径より若干小さな外径とした円柱状で、円柱の高さは取付部５の長さに対応した所定長さに形成したものである。また、この中実部材１０には、アーム部２の先端部に挿入した際に、アーム部２の先端と中実部材１０の端面とが一致する状態で位置決めされ、保持されるように、突部等の位置決め保持手段を設けても良い。

なお、この中実部材１０の材質は、中空スタビライザ１の管素材Ｗと同一でもよいし、異なる種類の鋼、銅、チタン若しくはその他の金属又は塑性変形可能で耐熱性に優れた材料（中空スタビライザ１の管素材Ｗに近い熱膨張率を有する材料であることが望ましい）でもよい。

図３に示すように、プレス加工を終えた取付部５には、アーム部の中心軸Ｘに直交する方向に、左右対称に広がった広がり部５Ａが形成されている。このため、寸法上の制約から車体にそのままの形状では取り付けることができない。取付部５を所定形状に整えるため、広がり部５Ａを車体に取り付けることができる寸法まで切除する必要がある。

詳細には、図４に示すように、プレス加工を終えた取付部５は、アーム部の中心軸Ｘに平行な幅寸法はＴ１寸法まで広がっており、車体に取り付けるためには、車体に取り付けることができる寸法であるＴ２寸法（切断位置Ｐ）で広がり部５Ａを切除する必要がある。この、広がり部５Ａの切除時に貫通孔６の加工も行うこととなる。

なお、図３に示す取付部５の先端のアミかけ部１０は偏平に加工された中実部材で、Ｗは偏平に加工された管素材である。

図４において、破線は中実部材１０が偏平に加工された平面状態を示している。広がり部５Ａの切除位置Ｔ２は、偏平化された取付部５の内部の中実部材１０の状態を考慮する必要がある。即ち、中実部材１０が取付部５の先端で管素材Ｗと分離しないよう、取付部５の先端に管素材Ｗを環状に管部を残した位置とする必要がある。このためには、中実部材１０が取付部５の先端でむき出しにならないよう加工することが必要である。管素材Ｗと中実部材１０が分離すれば、取付部５の位置で折り曲げた場合に、貫通孔６の孔位置がずれるためである。

図５に、切断位置Ｐで取付部５を切断した状態を示す。左右の広がり部５Ａを切断位置Ｐで切断してあるため、小型化の要求は満足する。また、取付部５の先端部分には、中実部材１０を囲む取付部５の管素材Ｗの環状の管部１２が残されている。

次に、図６（Ａ）に示す取付部５の内部構造を、断面図を用いて説明する。

図６（Ｃ）に示すように、取付部５をアーム部２の中心軸Ｘと平行の方向に切断した断面形状は、中心軸Ｘの位置においてクサビ状となっている。なお、図６（Ｂ）は６Ａ−６Ａ線断面図を、図６（Ｄ）は６Ｃ−６Ｃ線断面図を、図６（Ｃ）は６Ｂ−６Ｂ線断面図を示している。また、各断面図において、アミかけ部は中実部材１０を、ハッチング部は管素材Ｗを示す。

図６（Ｃ）に示す６Ｂ−６Ｂ線断面図において、中実部材１０が、取付部５の先端から中央に渡って、中心部が狭まったクサビ状に成形されている。このクサビ状の形状により中実部材１０と管素材Ｗとのズレが抑えられ、取付部５の位置で折り曲げても（図８参照）、引張側と圧縮側の管素材Ｗと中実部材１０とが離れることはない。

従って、上述の取付部５の先端部に中実部材１０を囲む管素材Ｗの環状の管部１２を残してトリミングする技術と組み合わせることにより、取付部５の位置での折り曲げに対し、より確実に貫通孔のズレを防ぐことができる。

次に、図７、８を用いて、本願発明の作用を説明する。

取付部５はトリミングされているため、アーム部２の中心軸Ｘに直交する方向で、取付部５のほぼ中央部では、図７（Ｃ）の７Ｂ−７Ｂ線断面図、図７（Ｄ）の７Ｃ−７Ｃ線断面図断面に示すように、管素材Ｗは中実部材１０の端部を覆っていなくて、サンドイッチ状に重なったままの状態である。

一方、取付部５の先端部と根元部は、それぞれ図７（Ｂ）の７Ａ−７Ａ線断面図、図７（Ｅ）の７Ｄ−７Ｄ線断面図に示すように、トリミングで管素材Ｗが取り除かれていないため、管素材Ｗが環状に連続して連なる管部１２が残っており、管素材Ｗが中実部材１０を取り囲んだ状態である。このため、中空管と中実部材１０の接合部は、折り曲げ加工に耐えるのに必要な機械的強度が維持されており、折り曲げ加工しても貫通孔の位置はズレない。

即ち、図８に示すごとく、中空スタビライザ１を実際に車体に装着する場合には、車体下部の構造及び懸架装置との干渉を避けつつ、これらにより形成される狭い間隙を縫って装着する必要があり、トーション部３と一対のアーム部２とを含む全体を複数箇所で湾曲した複雑な形状に形成する場合がある。更に、取付部５の部分に折曲げ部１２を設ける必要も生じる。

本願発明によって製造した取付部５は、上述のごとく、中空管の素材Ｗが中実部材１０を取り囲んだ状態で残っており、管素材Ｗと中実部材１０の接合部は折り曲げ加工に耐えるのに必要な機械的強度が維持されている。このため、取付部５に貫通孔６を形成した後に折り曲げ部１２を形成しても、貫通孔６の位置はズレない。

（第２の実施の形態）

図９に示すように、中実部材１４は、断面形状を円形の一部を欠いた形状とし、塑性加工時に潰れる方向に対して直角の方向の幅が狭くなるように配置した状態で、アーム部２の中に入れて、第１の実施の形態と同じようにプレス部８、９で圧力を加え、塑性加工したものである。他の構成等はすべて第１の実施の形態と同じである。

第２の実施の形態においては、中実部材１４が塑性加工時に潰れる方向に対して直角の方向の幅が狭くなっているため、潰した後の偏平部分である広がり部５Ａ（図５参照）の広がり量が少なくなる。この結果、トリミングで切除する広がり部５Ａの量も少なくなり、取付部５の機械的強度の低下を防止できる。

このため、取付部５に貫通孔６を形成した後に折り曲げ加工１２を行っても、貫通孔６の位置はズレない。
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、その他種々の構成を取り得ることは勿論である。

本発明の実施の形態に係る、中空スタビライザを示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る、中空スタビライザの取付部の成形方法を示す要部斜視図である。 本発明の実施の形態に係る、取付部のプレス加工後の形状を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る、プレス加工後の取付部のトリミング位置を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る取付部の、トリミング後の形状を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る取付部の、プレス加工後の取付部の断面形状を示す図である。 本発明の実施の形態に係る取付部のトリミング後の断面形状を示す図である。 本発明の実施の形態に係る、他の中空スタビライザを示す図である。 本発明の他の実施の形態に係る、中空スタビライザの取付部の成形方法を示す要部斜視図である。 従来の中空スタビライザの取付部のトリミング後の形状を示す斜視図である。 従来の中空スタビライザの取付部を、トリミング後に折り曲げたときの状態を示す断面図である。

符号の説明

１ 中空スタビライザ
２ アーム部
５ 取付部
５Ａ 広がり部
６ 貫通孔
８ プレス部
９ プレス部
１０ 中実部材
１２ 管部
１４ 中実部材

Claims (3)

1. 中空スタビライザ用の管素材の両端部の中空内部に、それぞれ塑性変形可能な中実部材を挿入し、
   前記管素材の前記中実部材が挿入されている部分を、塑性加工により偏平に成形して取付部とし、
   前記取付部の幅方向端部の幅裁ち加工の際に、前記取付部の端部に、断面が連続して環状に連なる管部を残して製造したことを特徴とする中空スタビライザ。
2. 前記中実部材は、塑性加工時に潰れる方向に対して直角の方向の幅が狭くなるように断面円形の両側を切除した形状であることを特徴とする請求項１に記載の中空スタビライザ。
3. 前記取付部を長さ方向に切断した前記中実部材の断面が、前記管部から中央に渡ってクサビ状となるように、前記管素材の前記中実部材が挿入されている部分を塑性加工したことを特徴とする請求項１に記載の中空スタビライザ。

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