JP2010076540A - 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】中空スタビライザ１０は、鋼製の管素材を曲げ加工してほぼコ字型に成形され、先端部には、潰して平板状に加工された取付部１８が形成されている。取付部１８には、取付部１８を車体に固定するための貫通孔２０が設けられ、取付部１８の断面は、折り畳まれた中空部の重ね合わせ面３６、３８で区切られた３層構造とされている。即ち、重ね合わせ面３６の上部に位置する上層部４２と、重ね合わせ面３６と重ね合わせ面３８の間に位置する中層部４４と、重ね合わせ面３６の下部に位置する下層部の３層構造とされている。このとき、重ね合わせ面３６と重ね合わせ面３８は、断面視がＸ形状とされている。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車やトラック等の車両の左右の揺れ止めとして使用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、左右の揺れ（ローリング）を防止するために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ている。また、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、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、アームを構成している。各湾曲部から延ばした各アームの先端部には、それぞれ塑性加工で偏平にされた取付部が成形されている。そして取付部には、車体に取り付けるための貫通孔が設けられている。

近年、車体の構造が複雑になり、中空スタビライザを取り付けるための取付空間が減少している。このため、偏平に加工されて幅寸法が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、取付部の位置で折り曲げる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、中空の管素材を偏平に押し潰すことにより大きくなった幅方向への広がり部分を、一部切断し除去することで対応が可能である。

具体的には、図８に示すように、アーム１６の先端部を矢印Ｐ１の方向に押し潰し（図８（Ａ））、厚さがＴ１（管素材の肉厚ａの約２倍）の平板状に成形され、貫通穴２０が設けられた取付部８０において（図８（Ｂ））、幅Ｗ１に広げられた取付部８０の両側の端部８０Ａを、要求された寸法となる裁断幅Ｗ２に裁断線８２の位置で切除する（トリミング）ことで、幅寸法を小さくできる（図８（Ｃ））。

しかし、トリミングは、図８（Ｄ）（Ｓ１断面）に示すように、管素材の内周面１６Ｉが直線状に伸ばされ、長さがＬ１（Ｌ１＞Ｗ２）とされた重ね合わせ面８４の両端部を、管素材の端部８０Ａと同時に切断してしまう。

この結果、図８（Ｅ）に示すように、重ね合わせ面８４を囲む管素材の連続性が失われ、取付部８０の上部８０Ｕと下部８０Ｄが、重ね合わせ面８４の位置で分離する。

このような、図９（Ａ）に示すトリミング後の状態で、取付部８０の折り曲げ加工を行うと、管素材の上部８０Ｕと下部８０Ｄが、折り曲げ時の曲率の違いにより貫通穴２０の位置にズレが生じ（図９（Ｂ））、貫通孔が使用できなくなるという問題を生じ、折り曲げ加工の要求に対応できない。

そこで、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取付部を成形する方法（特許文献１）が提案されている。しかし、特許文献１の方法ではコストが上昇する。

特開２００８−１４３３１３号公報

本発明は、上記事実に鑑み、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。

請求項１に記載の発明に係る中空スタビライザは、中空スタビライザ用の管素材の端部を潰し重ね合わせて偏平に成形された取付部が、重ね合わせ面を境にして３層構造とされたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、取付部を３層構造とすることで、従来の２層構造と比較して幅方向の広がりを小さくし、かつ厚さを増すことができる。これにより、幅方向を小さくする幅裁ち加工において、切除する管素材の量が少なくなり、折り畳まれた中空部の内周面の周囲を管素材で連続して囲む構成が維持でき、管素材の上下方向の分離が防止できる。
この結果、取付部に貫通孔を形成し、貫通孔の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に記載の発明は、請求項１に記載の中空スタビライザにおいて、前記重ね合わせ面の断面形状がＸ形状であることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、取付部の重ね合わせ面の断面がＸ形状となっている。これにより、取付部の幅方向の裁断線と、折り畳まれた中空部の重ね合わせ面の端部との距離が確保され、折り畳まれた中空部の周囲を囲む管素材の連続性を維持した位置での裁断が可能となる。
この結果、取付部に貫通孔を形成し、貫通孔の加工後に折り曲げ加工を行っても、管素材の結合強度は強く維持されているため貫通孔の孔位置はズレない。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の中空スタビライザにおいて、前記重ね合わせ面の断面形状がＹ形状であることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、取付部の重ね合わせ面の断面がＹ形状となっている。これにより、取付部の幅方向の裁断線と、折り畳まれた中空部の重ね合わせ面の端部との距離が確保され、折り畳まれた中空部の周囲を囲む管素材の連続性を維持した位置での裁断が可能となる。

この結果、取付部に貫通孔を形成し、貫通孔の加工後に折り曲げ加工を行っても、管素材の結合強度は強く維持されているため貫通孔の孔位置はズレない。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の中空スタビライザにおいて、前記取付部の厚さが、前記管素材の肉厚の２倍以上であることを特徴としている。
請求項４に記載の発明によれば、取付部の厚さを管素材の厚さの２倍以上とすることで、取付部の強度を大きくすることができる。

本発明の中空スタビライザは、上記構成としてあるので、取付部に貫通孔を成形して曲げ加工しても、貫通孔の孔位置がズレない。

図１に示すように、中空スタビライザ１０は、鋼製の管（パイプ）素材を曲げ加工でほぼコ字型に成形されている。中空スタビライザ１０は、トーションバーばねとして使用される中央直線部のトーション部１２と、このトーション部１２の両側を湾曲させた湾曲部１４と、湾曲部１４から直線状に延ばしたアーム部１６を有している。

そして、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、各アーム部１６の先端部には、厚さＴ２の平板状とされた取付部１８が設けられている。取付部１８はアーム部１６の先端部を潰して扁平に加工し、扁平に加工された取付部１８には、車体（図示せず）に固定するための貫通孔２０が設けられている。

また、図２（Ｃ）（Ｓ２断面）に示すように、取付部１８は、折り畳まれた中空部の重ね合わせ面３６、３８で区切られた３層構造とされている。

即ち、重ね合わせ面３６の上部に位置する上層部４２と、重ね合わせ面３６と重ね合わせ面３８の間に位置する中層部４４と、重ね合わせ面３６の下部に位置する下層部の３層構造とされている。
このとき、重ね合わせ面３６と重ね合わせ面３８は、断面視がＸ形状とされている。

このように、２つの重ね合わせ面３６、３８がＸ形状に折り畳まれ、中央部に集中しているため、重ね合わせ面３６、３８の幅方向の投影長さＬ２は、裁断幅Ｗ２より短くなり、裁断幅Ｗ２で裁断しても、管素材が重ね合わせ面３６、３８の周囲を取り囲んだ状態で残されている。

この結果、管素材が折り曲げに耐える機械的強度を維持できるため、取付部１８に貫通孔６を形成し、その後に折り曲げ加工を行っても貫通孔２０の位置がずれることはない。
また、取付部１８の厚さＴ２は、３層構造とすることにより管素材の肉厚ａの２倍以上に大きくでき、取付部１８の強度を高めことができる。

次に、取付部１８の加工方法について説明する。
先ず、図３（Ａ）に示すアーム部１６の先端部を、矢印Ｐ１の方向に潰す第１加工を行う。
即ち、アーム部１６を横にして固定し、アーム部１６の先端部の横方向への広がりを拘束する。具体的には、端面から見て管素材の右側１６Ｒと左側１６Ｌが、アーム部１６の外径より大きくならないよう拘束する。

そして、矢印Ｐ１の方向（上下方向）に、管素材の上部１６Ｕと下部１６Ｄを圧縮する。このとき、管素材の上部１６Ｕを下に向けて折り曲げて、下に凹状に押し潰す。同様に、管素材の下部１６Ｄを上に向けて折り曲げて、上に凹状に押し潰す。

この結果、アーム部１６の先端部は、図３（Ｂ）に示すように、管素材の右側１６Ｒと左側１６Ｌの外周面は平行な平面とされ、上側の管素材１６Ｕと下側の管素材１６Ｄは、凹状に折り曲げられた断面形状となる。なお、アーム部１６の管素材の内周面１６Ｉは、凹状とされた底面と平行な方向に直線状に伸ばされ、重ね合わせ面２８を形成している。以後、この形状をＨ形状と呼ぶ。

次に、図３（Ｃ）に示すように、アーム部１６を矢印方向に９０度回転させ、Ｈ形状の上下に位置していた凹部を左右に位置させ、矢印Ｐ２の方向に圧縮する。

具体的には、図４に示すように、Ｈ形状とされたアーム部１６の管素材１６Ｒと管素材１６Ｌを上下方向に向けて、プレス機３０で矢印Ｐ２の方向に潰して偏平とする。

ここに、プレス機３０は、一般に広く用いられているプレス機であり、固定部である下側の型３２にアーム部１６の先端部をセットし、可動部である上側の型３４を矢印Ｐ２の方向に移動させて圧縮する。
これにより、アーム部１６の先端部が、Ｈ形状から平板状に押し潰される。

即ち、図５（Ａ）に示すように、プレス機３０で加工された後の取付部１８は、上下方向に潰された平板状となる。
このとき、図５（Ｂ）に示すように、取付部１８は、アーム部１６の中心軸Ｘ１に直交する方向（幅方向）に、左右対称に広げられた広がり部１８Ａが形成されている（幅寸法Ｗ３）。この広がり部１８Ａを裁断線８２で切除することで、裁断幅Ｗ２に仕上げることができる。

なお、図５（Ｃ）（Ｓ２断面）に示すように、取付部１８の断面において、上述のように折り曲げ面３６、３８の幅方向の投影長さがＬ２（Ｌ２＜Ｗ２）とされており、裁断線８２で切除しても折り畳み面３６、３８の周囲に管素材部を残すことができる。

ここで、取付け部１８の断面形状について説明する。
図６（Ａ）に示すように、加工前は円形断面であったアーム部１６の先端部は、上述したように、矢印Ｐ１の方向に管素材１６Ｕと１６Ｄが凹状に潰され、直交する左右方向の管素材１６Ｌと１６Ｒの外周面が平板状とされ、図６（Ｂ）に示すＨ形状となる。このとき凹状に潰され、上下に位置する凹部１６Ｕ、１６Ｄの内周面１９Ｉ同士は当接し、折り畳み面２８を形成している。

次に、図６（Ｃ）に示すように、Ｈ形状とされた取付部１６を、９０度回転させて上述したプレス機３０にセットする。プレス機３０は、図６（Ｄ）に示すように、Ｐ２の方向から力を加えて、管素材１６Ｌと１６Ｒを上下方向から平板状に潰してゆく。即ち、凹部１６Ｕ、１６Ｄが折り曲げられながら重ねられてゆく。

この結果、凹部１６Ｕ、１６Ｄが左右対称に折り曲げられながら重ねられ、図６（Ｅ）に示すように、折り畳まれる凹部１６Ｄ、１６Ｕの上面から上層部となる管素材１６Ｒが重ねられ、下面から下層部となる管素材１６Ｌが重ねられてゆく。

最後に、図６（Ｆ）に示すように、上部１６Ｕと下部１６Ｄが中層部を形成し、管素材１６Ｒが中層部の上側に押し潰されて上層部を形成し、管素材１６Ｌが中層部の下側に押し潰されて下層部を形成し、プレス加工が終了する。このとき、中層部は、内周面の重ね合わせ面３６、３８が断面視がＸ形状とされている。

なお、図６（Ｄ）（Ｅ）において、凹部１６Ｕ、１６Ｄのわずかな非対称性により、左右方向のいずれかがより深く折り曲げられ、凹部１６Ｕ、１６Ｄの内周面の接点が平板状とされた中央位置から偏った位置で折り畳まれる場合がある。この場合には、例えば、図６（Ｇ）に示すように、重ね合わせ面３６、３８の断面視はＸ形状の交点が断面の中心から偏心する。

また、例えば、図６（Ｈ）に示すように、凹部１６Ｕ、１６Ｄの非対象性の程度によっては、凹部１６Ｕ、１６Ｄの折り畳み位置がやや変化し、重ね合わせ面３６、３８が、断面視がＸ形状というより断面視がＹ形状に近い場合もある。

最後に、図７（Ａ）に示すように、プレス加工とトリミングを行い取付部１８の加工が終了する。終了した状態の取付部１８は要求された幅Ｗ２とされ、取付部１８の端部には貫通穴２０が加工されている。

本発明の実施の形態に係る中空スタビライザの基本構成を示す図である。 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を示す図である。 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加工時の断面形状の変化を示す図である 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。 従来の中空スタビライザの取付部の基本構成を示す図である。 従来の中空スタビライザの取付部を折り曲げたときの状態を示す図である。

符号の説明

１０ 中空スタビライザ
１２ トーション部
１４ 湾曲部
１６ アーム部
１８ 取付部
３６ 重ね合わせ面
３８ 重ね合わせ面
４２ 上層部
４４ 中層部
４６ 下層部

Claims (4)

1. 中空スタビライザ用の管素材の端部を潰し重ね合わせて偏平に成形された取付部が、重ね合わせ面を境にして３層構造とされた中空スタビライザ。
2. 前記重ね合わせ面の断面形状がＸ形状である請求項１に記載の中空スタビライザ。
3. 前記重ね合わせ面の断面形状がＹ形状である請求項１に記載の中空スタビライザ。
4. 前記取付部の厚さが、前記管素材の肉厚の２倍以上である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の中空スタビライザ。

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