JP2014133446A - High intensity suspension parts for vehicle, and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用高強度サスペンション部品およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a high-strength suspension component for a vehicle and a method for manufacturing the same.
自動車等の車両では、バネ下重量を軽減することが車両の燃費性能および走行性能を向上させる上で効果的である。このため、近年、サスペンションリンク、サスペンションアーム、サスペンションロッドなどのサスペンション部品では、アルミニウム合金を材料として採用することで軽量化が図られるようになった。アルミニウム合金製のサスペンション部品としては、特許文献1乃至3に記載されたサスペンション部品が知られている。
In vehicles such as automobiles, reducing the unsprung weight is effective in improving the fuel efficiency and running performance of the vehicle. For this reason, in recent years, suspension parts such as suspension links, suspension arms, and suspension rods have been made lighter by using an aluminum alloy as a material. As suspension parts made of aluminum alloy, suspension parts described in
しかしながら、特許文献1乃至3では、ブッシュやボールジョイントなどの圧入体が圧入される筒状の圧入部(以下、筒状部)を小径化・薄肉化することで軽量化を図ることについて何も考慮されていない。筒状部を小径化・薄肉化すれば、サスペンション部品がより軽量化されるものの、圧入された圧入体からの弾性力によって筒状部に生じる応力が上昇するとともに、筒状部のクリープ強度が低下する。また、筒状部を小径化・薄肉化すれば、筒状部の車両走行時に入力される動的負荷に対する強度(曲げ疲労強度など)も低下して、サスペンション部品の耐久性が低下する。このため筒状部の小径化・薄肉化には限界があった。
However, in
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、サスペンション部品の筒状部を十分な強度および剛性を確保しつつ小径化して、より軽量なサスペンション部品およびその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to reduce the diameter of the cylindrical part of the suspension part while ensuring sufficient strength and rigidity, and to obtain a lighter suspension part and its It is to provide a manufacturing method.
本発明の一態様は、圧入体が圧入されるアルミニウム合金製の筒状部と、その筒状部の外周面に巻きつけられた繊維強化材と、を備えたサスペンション部品である。 One aspect of the present invention is a suspension component including an aluminum alloy cylindrical portion into which a press-fit body is press-fitted, and a fiber reinforcement wound around an outer peripheral surface of the cylindrical portion.
上記サスペンション部品では、筒状部の外周面に繊維強化材が巻きつけられているため、筒状部の強度および剛性を確保しつつこれを小径化することができる。これにより、サスペンション部品をより軽量化することができる。 In the suspension component, since the fiber reinforcing material is wound around the outer peripheral surface of the cylindrical portion, the diameter can be reduced while ensuring the strength and rigidity of the cylindrical portion. Thereby, the weight of the suspension component can be further reduced.
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In addition, the dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation, and may be different from the actual ratios.
図1は、本発明の実施形態に係るサスペンションロッド1を示す図であり、(a)は正面図、(b)は平面図である。図2は、図1のA−A線に沿った拡大断面図である。サスペンションロッド1は、全体として略I型形状を有しており、その両端部に各々設けられた一対の筒状部2と、それらを連結するロッド部3とから構成されている。各筒状部2には、圧入体であるブッシュ4が圧入される圧入孔5が設けられている。なお、本明細書においては、ロッド部3のように筒状部2に連結される部位を連結部Jとも称する。この連結部Jには、後述する図7のサスペンションアーム31の板状連結部32、図8のサスペンションアーム31Aの板状連結部32A、図9のサスペンションアーム31Bのアーム状連結部32B、図10のエンド部材41のブラケット43、図11のサスペンションリンク51の板状部材(アーム状連結部)52なども含まれる。
FIG. 1 is a view showing a
サスペンションロッド1は、筒状部2およびロッド部3を含む全体が一体として、JIS規格の6000系アルミニウム合金(Al−Mg−Si合金)、具体的には、JIS−A6061アルミニウム合金から形成されている。なお、サスペンションロッド1の材質は、特に限定されず、サスペンションロッド1が使用される環境条件、荷重条件などの各種設計条件に応じて、適宜、他のアルミニウム合金を選択して適用することができる。代表的な例としては、例えば、JIS規格の5000系アルミニウム合金(Al−Mg合金)、JIS規格の7000系アルミニウム合金(Al−Zn−Mg合金)などが挙げられる。
The
各筒状部2は、ロッド部3の端部に連結された筒状の基部6と、筒状の第1ボス部7aと、筒状の第2ボス部7bとを備えている。第1ボス部7aは、基部6から筒状部2の軸方向(圧入孔5の軸O方向)一側に突出して形成されている。第2ボス部7bは、基部6から筒状部2の軸方向他側に突出して形成されている。基部6は、第1ボス部7aの外周面および第2ボス部7bの外周面と滑らかに連続する外周面を備えている。なお、サスペンションロッド1では、両筒状部2が互いに平行に(両筒状部2の軸方向が互いに平行になるように)配置されているが、筒状部2の向きはサスペンションロッド1の使用形態により決められるものでこれに限らない。例えば、各筒状部2の位相(取付角)を互いに所定角度(例えば、ロッド部3の軸周りに90°)ずらして配置してもよい。また、サスペンションロッド1では、両端部に各々筒状部2を設けたが、筒状部2は片側端部のみに設けてもよい。
Each
第1ボス部7aの外周面には、第1繊維強化材8aが巻きつけられており、第2ボス部7bの外周面には、第2繊維強化材8bが巻きつけられている。なお、各ボス部7a,7bの外周面の形状は、特に限定されず、繊維強化材8a,8bを巻きつけることが可能な形状であれば、円筒面状、楕円筒面状、角筒面状、圧入孔5の軸O方向外側に向かって縮径する円錐面状、角錐面状、あるいは球面状であってもよい。従って、圧入孔5の軸O方向に垂直な断面における外周面の形状も、特に限定されず、円形、楕円形もしくは長円形、角を丸めた多角形などであってもよい。
A first
第1および第2繊維強化材8a,8bは、長繊維である強化繊維と、強化繊維を固定するための樹脂材(マトリックス)とからなる繊維強化プラスチックである。
The first and second
繊維強化材8a,8bの強化繊維は、PAN系またはPITCH系のカーボン繊維である。なお、強化繊維の種類は特に限定されず、サスペンションロッド1が使用される環境条件、荷重条件などの各種設計条件に応じて、適宜、既存の強化繊維から選択して適用することができる。代表的な例としては、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ザイロン(東洋紡績株式会社の登録商標)などが挙げられる。
The reinforcing fibers of the
繊維強化材8a,8bの樹脂材としては、熱硬化性エポキシ樹脂が用いられている。なお、樹脂材の種類も特に限定されず、強化繊維の種類など各種設計条件に応じて他の樹脂材を選択して適用することができる。代表的な例としては、熱硬化性の不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。
A thermosetting epoxy resin is used as the resin material of the
ブッシュ4は、円筒状の内筒4aと、円筒状の外筒4bと、それらの間に介装されたゴム状弾性体4cとを備える。内筒4aの内孔には、図示しない他の連結アームや取付部材などの軸が挿入されて、ボルトなどの締結具により固定される。これにより、サスペンションロッド1が、車両のサスペンション機構の一部に防振連結される。なお、本実施形態では、ブッシュ4を図2に示すような同心ブッシュとしているが、ブッシュ4は偏心ブッシュであってもよい。また、ブッシュ4は、外筒4bを有しないものでもよい。
The
ブッシュ4は、従来から公知の圧入装置を用いて圧入孔5に圧入されている。圧入孔5の内周面の軸方向両端部には、面取り加工面5bが形成されている。この場合、内周面のうち面取り加工面5bの間に挟まれた領域が、圧入孔5に圧入されたブッシュ4の外筒4bの外周面と面接触して、ブッシュ4からの反発力(弾性力)を受ける受圧面5aとなっている。第1および第2繊維強化材8a,8bは、この受圧面5aの軸方向長さLの範囲内に位置している。なお、面取り加工面5bは、必ずしも形成されている必要はない。面取り加工面5bを設けない場合は、受圧面5aの軸方向長さLと筒状部2の軸方向長さとが同じ値となる。
The
次に、本実施形態に係るサスペンションロッド1の製造方法について説明する。図3は、サスペンションロッド1の製造方法を示すフローチャートである。なお、以下の説明においては、第1ボス部7aおよび第2ボス部7bを総称してボス部7とも称する。また、第1繊維強化材8a、第2繊維強化材8bおよび後述するプリプレグ8cを総称して繊維強化材8とも称する。
Next, a method for manufacturing the
図3に示すように、サスペンションロッド1の製造方法は、成形工程S1と巻きつけ工程S2とブッシュ圧入工程S3とを含む。
As shown in FIG. 3, the method for manufacturing the
先ず、成形工程S1では、アルミニウム合金からなる鍛造用素形材を鍛造することで筒状部2を含むサスペンションロッド1を形成する。鍛造用素形材は、半連続鋳造法により製造して均質化処理を施した異形連続鋳造材を、完成品であるサスペンションロッド1の厚肉部の最大厚さ(鍛造加工の圧下方向における最大高さ)に合わせた厚さでスライスしたスライス材である。異形連続鋳造材の鋳造進行方向に垂直な断面における断面形状は、完成品であるサスペンションロッド1を鍛造時の鍛造プレスの作動方向(圧下方向)に投影した形状に近似するように設計されている。成形工程S1では、上記鍛造用素形材を鍛造金型にセットし、熱間鍛造(型鍛造)を行ってさらに完成品に近似した形状に成形した後、バリを除去する(トリミング)。その後、溶体化処理、人工時効硬化処理(T6)を行い、さらに、両端の厚肉部に機械加工により圧入孔5を形成して、筒状部2を形成する。
First, in the forming step S1, the
巻きつけ工程S2では、図4に示すように、フィラメントワインディング装置10を用いて筒状部2の外周面に繊維強化材8(8a,8b)を巻きつける。フィラメントワインディング装置10は、繊維強化材8の強化繊維であるカーボン繊維F1が巻きだされるボビン11と、巻きだされたカーボン繊維F1に液体の樹脂材を含浸させるレジンバス12と、レジンバス12から供給される樹脂材を含浸させたカーボン繊維F2を筒状部2のボス部7(7a,7b)の外周面に案内するガイド部13と、サスペンションロッド1を筒状部2の軸周りに回転駆動する駆動機構14とを備えている。
In the winding step S2, as shown in FIG. 4, the fiber reinforcing material 8 (8a, 8b) is wound around the outer peripheral surface of the
レジンバス12は、液体状のエポキシ樹脂を満たした図示しないレジン槽と、レジン槽に一部漬かっている図示しない含浸ローラ等を含んで構成される。レジンバス12に導入されたカーボン繊維F1は、含浸ローラの外周面に押し付けられた後、レジンバス12から引き出されるようになっている。含浸ローラの外周面には、レジン槽内のエポキシ樹脂が付着しているので、その外周面にカーボン繊維F1が押し付けられることで、カーボン繊維F1に樹脂材が付着、含浸する。レジン槽には、ヒータが備えられ、エポキシ樹脂の温度が、例えば40℃〜50℃の範囲に維持されている。
The
筒状部2に巻きつけられる繊維強化材8の厚さは、例えば、駆動機構14の回転数をカウントして巻きつけ回数を計測することで、所定の厚さに管理する。筒状部2に巻きつけられる繊維強化材8の厚さは、例えば、光学式センサなど非接触式の測定器を用いて計測することで管理してもよい。繊維強化材8の必要厚さ(巻きつけ回数)、巻きつけ範囲、巻きつけ位置、繊維強化材8のカーボン繊維の繊維径、繊維含有率等は、筒状部2に負荷される荷重条件等に基づいて実験または解析を通じて求めることができる。
The thickness of the
筒状部2に巻きつける際のカーボン繊維F2の張力は、駆動機構14の回転トルクを調節することで、調整することができる。ガイド部13に張力センサを設けて、強化繊維の張力を管理してもよい。なお、本実施形態では、駆動機構14によりサスペンションロッド1自体を筒状部2の軸周りに自転させて繊維強化材8を巻き取るようにしているが、筒状部2がガイド部13の周りを公転するようにして、繊維強化材8を筒状部2に巻きつけてもよい。このようにすることにより、サスペンションロッド1を自転させずに、筒状部2に繊維強化材8を巻きつけることができるようになる。
The tension of the carbon fiber F 2 when wound around the
筒状部2に繊維強化材8を所定の厚さだけ巻きつけた後は、エポキシ樹脂の熱硬化処理が行われる。繊維強化材8を筒状部2に巻きつけたサスペンションロッド1をオートクレーブに収納し、所定圧力(例えば、0.5Mpa〜0.7Mpa程度)の下、樹脂の硬化温度(例えば、120℃〜180℃程度)で所定時間(例えば、1時間〜2時間程度)保持する。熱硬化処理の前に、繊維強化材8を筒状部2に巻きつけたサスペンションロッド1を所定の負圧に減圧した雰囲気の中で一定時間保持する脱気処理を行ってもよい。これにより、繊維強化材8の内部や筒状部2の外周面と繊維強化材8との間に残ったガスが熱硬化処理の間の加熱により発泡することを防止できる。
After the
巻きつけ工程S2に続くブッシュ圧入工程S3では、従来から公知の圧入装置を用いて、筒状部2にブッシュ4を圧入する。これにより、ブッシュ4が圧入された筒状部2に繊維強化材が巻きつけられたサスペンションロッド1を得ることができる。
In the bush press-fitting step S3 subsequent to the winding step S2, the
<効果>
繊維強化材8を筒状部2に巻きつけることによる筒状部2の補強の効果を評価するため、圧入孔5にブッシュ4を圧入したときに筒状部2に生じる応力を計算した。具体的には、図5に示すように、筒状部2に相当する中空円筒体21の外周面に繊維強化材8a,8bに相当する帯状補強材22を巻きつけ、その円筒体21の内周面に対して所定の面圧を一様に付与したときに、円筒体21の外周面24に生じる応力を求めた。ここで、帯状補強材22は、円筒体21の軸方向両端部から円筒体21の軸方向長さTLの25%相当に位置する2箇所に巻きつけた。各帯状補強材22の幅Wは、円筒体21の軸方向長さTLの10%相当とし、厚さT1は、円筒体21の板厚T0の50%相当とした。また、帯状補強材22の引張強さは、鉄の引張強さの10倍の値とし、ヤング率は、鉄のヤング率の10倍の値とした。円筒体21の機械的特性は、T6処理されたJIS−A6061アルミニウム合金の値に設定した。また、円筒体21の内周面に付与した面圧は、筒状部2に圧入代0.3(mm)としてブッシュ4を圧入した場合に受圧面5aに付与される面圧に相当する圧力とした。
<Effect>
In order to evaluate the effect of reinforcing the
上記計算の結果、帯状補強材22を巻きつけた円筒体21の外周面24に生じる応力は、帯状補強材22を巻きつけていない場合と比較して大幅に低減していることが確認された。例えば、円筒体21の軸方向中央部の外周面24上の点Pでは、発生応力が約35%低減していた。なお、上記計算では、円筒体21の機械的特性として、JIS−A6061−T6アルミニウム合金の値を用いたが、他のJIS6000系アルミニウム合金の特性を用いても同様の効果を得ることができた。このことは、アルミニウム合金製の筒状部2の外周面に繊維強化材8を巻きつけることで筒状部2に生じる応力が低減されること、すなわち、当該補強手段によって筒状部2の強度および剛性を確保しつつこれを更に小径化できることを示している。
As a result of the above calculation, it was confirmed that the stress generated on the outer
上述の通り、本実施形態に係るサスペンションロッド1では、ブッシュ4が圧入されるアルミニウム合金製の筒状部2の外周面に繊維強化材8を巻きつけている。従って、筒状部2の強度および剛性を確保しつつこれを小径化することができ、サスペンションロッド1全体の重量をより軽量化することができる。
As described above, in the
また、成形工程S1で使用する鍛造用素形材の厚さは、鍛造時の欠肉を防ぐために、鍛造完成品の厚肉部の最大厚さに合わせて決定される。すなわち、サスペンションロッド1であれば、筒状部2の外径または高さによって鍛造用素形材の厚さが決まる。本実施形態では、上述の通り、筒状部2を小径化することができるので、鍛造加工の圧下方向が筒状部2の軸方向と直交する場合であれば、より薄い鍛造用素形材から所望のサスペンションロッド1を得ることが可能になる。これにより、鍛造工程において発生するバリの量を減らすことができるので、材料の歩留まりを向上させることができる。
Further, the thickness of the forging material used in the molding step S1 is determined in accordance with the maximum thickness of the thick part of the forged finished product in order to prevent the lack of thickness during forging. That is, in the case of the
さらに、本実施形態では、上述の通り、ブッシュ圧入により筒状部2に生じる応力を低減することができる。従って、サスペンションロッド1が腐食環境下に置かれる場合に、筒状部2に応力腐食割れが生じる可能性を低下させることができる。
Furthermore, in this embodiment, the stress which arises in the
また、筒状部2には、ロッド部3に連結された筒状の基部6から筒状部2の軸方向に突出したボス部7が形成されており、このボス部7の外周面に繊維強化材8が巻きつけられている。このように、突出して形成されたボス部7には、繊維強化材8を巻きつけやすいため、ロッド部3に連結された筒状部2に対しても繊維強化材8をしっかりと巻きつけることができる。
Further, the
さらに、筒状部2は、基部6から筒状部2の軸方向一側に突出して形成された第1ボス部7aと、基部6から筒状部2の軸方向他側に突出して形成された第2ボス部7bと、を備えている。そして、第1ボス部7aの外周面には第1繊維強化材8aが巻きつけられており、第2ボス部7bの外周面には第2繊維強化材8bが巻きつけられている。これにより、ロッド部3に連結された基部6に比べ剛性または強度が劣る第1および第2ボス部7a,7bを効果的に補強することができる。また、基部6を挟んで両側に形成された第1および第2ボス部7a,7bを補強するので、当該補強の効果を両ボス部7a,7bの間の基部6に効果的に及ばせることができる。
Further, the
また、繊維強化材8は、長繊維である強化繊維と、該強化繊維を固定するための樹脂材とからなる繊維強化プラスチックである。従って、繊維強化材8を筒状部2に巻きつける際、繊維強化材8の強化繊維が筒状部2の周方向に連続した状態で巻きつくようにできるので、繊維強化材8が筒状部2の拡径変形を効果的に拘束することができ、筒状部2を確実に補強することができる。
The
さらに、筒状部2は、ブッシュ4からの弾性力を受ける受圧面5aを備えており、繊維強化材8は、受圧面5aの軸方向長さLの範囲内に配置されている。このため、ブッシュ4からの弾性力を繊維強化材8で効果的(より直接的)に受けて、筒状部2に発生する応力を確実に軽減することができる。
Furthermore, the
また、本実施形態に係るサスペンションロッド1の製造方法では、巻きつけ工程S2に続くブッシュ圧入工程S3で、外周面に繊維強化材8を巻きつけた状態の筒状部2に対してブッシュ4を圧入している。このため、ブッシュ圧入後、つまり拡径変形した後の筒状部2に繊維強化材8を巻きつける場合と比較して、繊維強化材8を巻きつける際の張力を低い値に抑えることができる。すなわち、より低い巻きつけ張力で、ブッシュ圧入後に筒状部2に生じる応力を効果的に抑制することができる。なお、巻きつけ工程S2は、必ずしもブッシュ圧入工程S3の前に行う必要はなく、ブッシュ4の圧入による筒状部2の拡径変形を押さえ冶具などを用いて一時的に抑制できるのであれば、ブッシュ圧入工程S3の後に行うようにしてもよい。
Moreover, in the manufacturing method of the
<第1変形例>
上記実施形態では、基部6から筒状部2の軸方向両側に各々突出して形成された第1および第2ボス部7a,7bを設け、それらの外周面に第1および第2繊維強化材8a,8bをそれぞれ巻きつけていたが、繊維強化材の巻きつけパターンはこれに限らない。例えば、図6(a)に示すように、基部6から筒状部2の軸方向一側のみにボス部7を設け、その外周面にのみ繊維強化材8を巻きつけるようにしてもよい。この場合でも上記実施形態で述べた効果と同様の効果を得ることができる。
<First Modification>
In the said embodiment, the 1st and 2nd
<第2変形例>
また、図6(b)に示すように、正面視でX字状になるように、第1繊維強化材8aを、第1ボス部7aから第2ボス部7bにかけて斜めに巻きつけ、第2繊維強化材8bを、基部6の外周面上において第1繊維強化材8aと交差するように第1ボス部7aから第2ボス部7bにかけて斜めに巻きつけてもよい。これにより、上記実施形態で述べた効果と同様の効果を得ることができるとともに、基部6をより確実に補強することができる。また、図6(c)に示すように、正面視でV字状になるように、第1繊維強化材8aを、第1ボス部7aから基部6にかけて巻きつけ、第2繊維強化材8bを、基部6の外周面上において第1繊維強化材8aと交差するように第2ボス部7bから基部6にかけて巻きつけてもよい。このような方法によっても、基部6を補強することができる。
<Second Modification>
Further, as shown in FIG. 6B, the first
<第3変形例>
繊維強化材8は、図6(d)に示すように、ボス部7の外周面に螺旋状に巻きつけてもよい。なお、図6(d)では、基部6から筒状部2の軸方向一側のみにボス部7を突出させた例を示しているが、上記実施形態と同様に、軸方向両側に第1および第2ボス部7a,7bを形成し、これら両ボス部に繊維強化材8a,8bを螺旋状に巻きつけてもよい。この場合、基部6の外周面にも繊維強化材8を螺旋状に巻きつけてもよい。これにより、少ない繊維強化材8により筒状部2全体を効果的に補強することができる。
<Third Modification>
The
<第4変形例>
図6(e)に示すように、繊維強化材8として、一方向に引き揃えた強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた一方向プリプレグ8cを使用してもよい。これにより、繊維強化材8の巻きつけ工程を短縮することができ、生産性を向上させることができる。一方向プリプレグ8cは、必要形状に切断し、筒状部2の外周面に複数回巻きつける。このとき、一方向プリプレグ8cの強化繊維が筒状部2の周方向に連続した状態で筒状部2の外周面に複数回巻きつくようにすることが好ましい。これによりプリプレグ8cの強化繊維が、筒状部2の拡径変形を効果的に拘束して、筒状部2の外周面に生じる応力を確実に低減することができる。
<Fourth Modification>
As shown in FIG. 6 (e), a
<第5変形例>
さらに、図6(f)に示すように、基部6の外周面およびボス部7a,7bの外周面全体をプリプレグ8cで覆うようにしてもよい。これにより、筒状部2全体を補強して、筒状部2をより一層薄肉化することができる。
<Fifth Modification>
Further, as shown in FIG. 6 (f), the entire outer peripheral surface of the
<第6変形例>
図6(g)に示すように、筒状部2の外周面に、巻きつける繊維強化材8に沿って凹部9を形成しておき、この凹部9内に繊維強化材8を配置するようにしてもよい。これにより、巻きつけた繊維強化材8が筒状部2から外れることを防止することができる。凹部9は、上記第1〜5変形例に適用することも可能である。この場合、凹部9は、各変形例で示した繊維強化材8の巻きつけ範囲に合わせて形成することが好ましい。なお、図6(g)では、凹部9の配置を示すため、繊維強化材8を省略している。
<Sixth Modification>
As shown in FIG. 6 (g), a concave portion 9 is formed on the outer peripheral surface of the
また、凹部9は、図6(g)に示すように、筒状部2の外周面の周方向に連続した溝状に形成することが好ましい。これにより、巻きつけた繊維強化材8が筒状部2から外れることをより確実に防止することができる。なお、図示は省略するが、凹部9を形成する代わりに、筒状部2の外周面に、筒状部2の径方向外側に突出する凸部を複数個所設け、その凸部よりも筒状部2の軸方向内側の位置(基部6側)に強化繊維を巻きつけるようにしてもよい。
Moreover, it is preferable to form the recessed part 9 in the groove | channel shape continuous in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the
<第7変形例>
筒状部2の外周面のうち少なくとも繊維強化材8が巻きつけられる領域に粗面化処理を施すことにより、当該領域を粗面化してもよい。このようにすることで、繊維強化材8と筒状部2の外周面との界面における摩擦抵抗の増大や、繊維強化材8の樹脂材が微細凹凸に入り込むことによるアンカー効果により、筒状部2の外周面に繊維強化材8を強固に固定することができる。なお、粗面化処理としては、サンドブラスト処理などの機械的な粗面化処理、酸またはアルカリ水溶液中での化学的エッチング処理、直流または交流を用いた電気化学的な粗面化処理などを適用することができる。
<Seventh Modification>
You may roughen the said area | region by performing a roughening process to the area | region where the
<第8変形例>
繊維強化材8を、接着剤により筒状部2の外周面に接着してもよい。これにより、繊維強化材8を筒状部2の外周面にさらに確実に固定することができる。特に、粗面化処理した筒状部2の外周面に繊維強化材8を巻きつける場合は、該外周面上に形成された微細凹凸の間に確実に接着剤が入り込むようにすることができ、より高い密着性を得ることができる。接着剤は、特に限定されず、例えば、市販されている熱硬化性エポキシ系接着剤をそのまま用いてもよいし、市販のエポキシ樹脂主材、硬化剤、エラストマー等を混合して調整した接着剤を用いてもよい。
<Eighth Modification>
The
<第9変形例>
上記実施形態では、繊維強化材8の強化繊維を長繊維としたが、熱硬化後に十分な強度を発揮することができるのであれば、強化繊維は短繊維としてもよい。これにより、筒状部2が複雑な外形形状を有する場合でも、容易に筒状部2に繊維強化材8を巻きつけることができる。
<Ninth Modification>
In the above embodiment, the reinforcing fibers of the
なお、上記実施形態および第1〜9変形例で示した構成は、適宜組み合わせて適用することができることは勿論である。これらの組み合わせ例では、当該組み合わせにかかる実施形態等のすべての効果を同時に得ることができる。 Of course, the configurations shown in the above embodiment and the first to ninth modifications can be applied in appropriate combination. In these combination examples, it is possible to simultaneously obtain all the effects of the embodiment and the like related to the combination.
以上、本発明の実施形態およびその変形例について説明したが、これらの実施形態等は本発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎず、本発明は当該実施形態等に限定されるものではない。本発明の技術的範囲は、上記実施形態等で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。 As mentioned above, although embodiment of this invention and its modification were described, these embodiment etc. are only the illustrations described in order to make an understanding of this invention easy, and this invention is limited to the said embodiment etc. Is not to be done. The technical scope of the present invention is not limited to the specific technical matters disclosed in the above-described embodiments and the like, and includes various modifications, changes, alternative techniques and the like that can be easily derived therefrom.
例えば、上記実施形態等では、本発明を適用したサスペンション部品の一例としてサスペンションロッド1を挙げたが、本発明は、ブッシュなどの圧入体が圧入される筒状部を有するサスペンション部品であれば好適に適用することができる。例えば、本発明は、アッパーリンク、ロアーリンクなどの平面視において略三角形または馬蹄形を呈するサスペンションアーム(例えば、後述する図7のサスペンションアーム31、図8のサスペンションアーム31A、図9のサスペンションアーム31B)、サスペンションリンクなどの他のサスペンション部品、あるいは、サスペンション部品の一部を構成する部材(例えば、後述する図10のエンド部材41)にも、好適に適用できる。
For example, in the above-described embodiment and the like, the
また、上記実施形態等では、筒状部2に圧入される圧入体としてブッシュ4を例にとって説明したが、圧入体はこれに限定されず、例えば、ボールジョイントなど他の圧入体であってもよい。例えば、図7に示したサスペンションアーム31であれば、板状連結部32(連結部)に連結され、ボールジョイントが圧入されるボールジョイント圧入部33(筒状部)に本発明を適用し、ボールジョイント圧入部33の外周面にも繊維強化材8を巻きつけるようにしてもよい。この場合、ボールジョイント圧入部33に、板状連結部32に連結された筒状の基部6と、基部6からボールジョイント圧入部33の軸方向一側に突出して形成された第1ボス部7aと、基部6から当該軸方向他側に突出して形成された第2ボス部7bと、を設ける。そして、第1ボス部7aの外周面に第1繊維強化材8aを巻きつけ、第2ボス部7bの外周面に第2繊維強化材8bを巻きつける。
In the above-described embodiment and the like, the
また、本発明は、図8に示すように、2つの筒状部2とボールジョイント圧入部33(筒状部)とが板状連結部32A(連結部)により連結されたサスペンションアーム31Aにも適用することができる。板状連結部32Aの薄肉部の中央部分には、抜き穴34が設けられており、図8(b)に示すように、板状連結部32Aの抜き穴34の周囲には、ウェブ35が形成され、抜き穴34側と反対側には、所定の厚みを有するリブ36が形成されている。さらに、本発明は、図9に示すように、2つの筒状部2とボールジョイント圧入部33(筒状部)とがアーム状連結部32B(連結部)により連結されたサスペンションアーム31Bにも適用することができる。なお、上記サスペンションアーム31、31A、31Bに、上記実施形態および第1〜9変形例に示した構成を適用できることは勿論である。
Further, as shown in FIG. 8, the present invention also applies to a
上記実施形態等では、サスペンション部品の素材として、異形連続鋳造材をスライスしたスライス材を鍛造して成形した鍛造材を例にとって説明したが、サスペンション部品の素材はこれに限定されない。サスペンション部品の素材は、例えば、通常の円柱状の連続鋳造材より切り出したものや、押出成形された押出材より切り出したものを素形材として鍛造加工したものや、鍛造加工を加えていないダイカスト材などの鋳造材または押出材、あるいは、押出材ないし鍛造材を切削加工にて成形した部材であってもよい。 In the above-described embodiment and the like, the forging material obtained by forging and forming a slice material obtained by slicing a deformed continuous cast material has been described as an example of the suspension component material. However, the suspension component material is not limited thereto. Suspension component materials are, for example, those cut out from a normal cylindrical continuous cast material, those forged from a material cut out from an extruded extruded material, or die cast that has not been forged It may be a cast material such as a material or an extruded material, or a member formed by cutting an extruded material or a forged material.
図10は、押出材ないし鍛造材を切削加工にて成形した部材からなるエンド部材41の一例を示す。このエンド部材41は、他のサスペンション部品の一部を構成する部材(サスペンション部品の一種)であり、当該他のサスペンション部品において連結部を構成する他の部材(ロッド状部材、板状部材等)に連結または固定(溶接、摩擦圧接等により接合あるいはボルト等により締結)されて使用される。このエンド部材41は、圧入体が圧入される円筒部42(筒状部)と、円筒部42を他の部材に固定するためのブラケット43(連結部)とを備えている。円筒部42は、ブラケット43に連結された基部6と、基部6から円筒部42の軸方向一側に突出して形成された第1ボス部7aと、基部6から円筒部42の軸方向他側に突出して形成された第2ボス部7bと、を備えている。第1ボス部7aの外周面には、第1繊維強化材8aが巻きつけられており、第2ボス部7bの外周面には、第2繊維強化材8bが巻きつけられている。なお、このエンド部材41に、上記実施形態および第1〜9変形例に示した構成を適用できることは勿論である。
FIG. 10 shows an example of the
さらに、本発明を適用するサスペンション部品の素材は、例えば、押出材同士、鍛造材同士、あるいは押出材と鍛造材とを接合して形成した部材であってもよい。図11は、押出材である板状部材52(連結部)と押出材である筒状部材53(筒状部)とを溶接により接合して形成したサスペンションリンク51の一例を示す。筒状部材53は、板状部材52に連結された筒状の基部6と、基部6から筒状部材53の軸方向一側に突出して形成された第1ボス部7aと、基部6から筒状部材53の軸方向他側に突出して形成された第2ボス部7bと、を備えている。第1ボス部7aの外周面には、第1繊維強化材8aが巻きつけられており、第2ボス部7bの外周面には、第2繊維強化材8bが巻きつけられている。溶接には、従来から公知のMIG溶接やTIG溶接を適用することができる。なお、このサスペンションリンク51にも、上記実施形態および第1〜9変形例に示した構成を適用できることは勿論である。さらに、図示は省略するが、板状部材(連結部)にバーリング加工を施して円筒状の立ち上げ部(筒状部)を形成し、この立ち上げ部に圧入体を圧入する場合でも、立ち上げ部の外周面に繊維強化材を巻きつけるようにして、本発明を適用することができる。
Furthermore, the material of the suspension component to which the present invention is applied may be, for example, a member formed by joining extruded materials, forged materials, or an extruded material and a forged material. FIG. 11 shows an example of a
1 サスペンションロッド(サスペンション部品)
2 筒状部
3 ロッド部(連結部)
4 ブッシュ
5 圧入孔
5a 受圧面
6 基部
7 ボス部
7a 第1ボス部
7b 第2ボス部
8 繊維強化材
8a 第1繊維強化材
8b 第2繊維強化材
8c プリプレグ
9 凹部
31、31A、31B サスペンションアーム(サスペンション部品)
32、32A 板状連結部(連結部)
32B アーム状連結部(連結部)
33 ボールジョイント圧入部(筒状部)
41 エンド部材(サスペンション部品)
42 円筒部(筒状部)
43 ブラケット(連結部)
51 サスペンションリンク(サスペンション部品)
52 板状部材(連結部)
53 筒状部材(筒状部)
1 Suspension rod (suspension parts)
2
4
32, 32A Plate-like connecting part (connecting part)
32B Arm-shaped connecting part (connecting part)
33 Ball joint press-fit part (tubular part)
41 End member (suspension part)
42 Cylindrical part (tubular part)
43 Bracket (connecting part)
51 Suspension links (suspension parts)
52 Plate-shaped member (connecting part)
53 Cylindrical member (cylindrical part)
Claims (12)
前記筒状部の外周面に巻きつけられた繊維強化材と、を備えたことを特徴とするサスペンション部品。 A tubular part made of an aluminum alloy into which the press-fit body is press-fitted, and
A suspension component, comprising: a fiber reinforcement wound around an outer peripheral surface of the tubular portion.
前記筒状部は、前記連結部に連結された筒状の基部と、該基部から前記筒状部の軸方向に突出して形成された少なくとも一つのボス部と、を備えており、
前記繊維強化材は、少なくとも前記ボス部の外周面に巻きつけられていることを特徴とする請求項1に記載のサスペンション部品。 A connecting portion connected to the tubular portion;
The cylindrical portion includes a cylindrical base portion connected to the connecting portion, and at least one boss portion formed to project from the base portion in the axial direction of the cylindrical portion,
The suspension component according to claim 1, wherein the fiber reinforcing material is wound around at least an outer peripheral surface of the boss portion.
前記繊維強化材は、前記第1ボス部の外周面に巻きつけられた第1繊維強化材と、前記第2ボス部の外周面に巻きつけられた第2繊維強化材とを有することを特徴とする請求項2に記載のサスペンション部品。 The boss portion includes a first boss portion that protrudes from the base portion to one axial side of the tubular portion, and a second boss that protrudes from the base portion to the other axial side of the tubular portion. Department, and
The fiber reinforcing material includes a first fiber reinforcing material wound around an outer peripheral surface of the first boss portion and a second fiber reinforcing material wound around an outer peripheral surface of the second boss portion. The suspension component according to claim 2.
前記繊維強化材は、前記第1ボス部から前記第2ボス部にかけて巻きつけられた第1繊維強化材と、前記第1ボス部から前記第2ボス部にかけて巻きつけられ、かつ、前記基部の外周面上において前記第1繊維強化材と交差する第2繊維強化材とを有することを特徴とする請求項2に記載のサスペンション部品。 The boss portion includes a first boss portion that protrudes from the base portion to one axial side of the tubular portion, and a second boss that protrudes from the base portion to the other axial side of the tubular portion. Department, and
The fiber reinforcing material is wound from the first boss portion to the second boss portion, the first fiber reinforcing material is wound from the first boss portion to the second boss portion, and the base portion The suspension component according to claim 2, further comprising a second fiber reinforcing material that intersects the first fiber reinforcing material on an outer peripheral surface.
前記繊維強化材は、前記受圧面の軸方向長さの範囲内に位置することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のサスペンション部品。 The cylindrical portion includes a pressure receiving surface that receives an elastic force from the press-fit body,
The suspension component according to any one of claims 1 to 7, wherein the fiber reinforcing material is located within a range of an axial length of the pressure receiving surface.
前記筒状部の外周面に繊維強化材を巻きつけ、
前記繊維強化材が巻きつけられた筒状部に圧入体を圧入することを特徴とするサスペンション部品の製造方法。 Suspension parts including a cylindrical part are formed by forging a forging material made of an aluminum alloy,
Wrap a fiber reinforcement around the outer peripheral surface of the tubular part,
A method for manufacturing a suspension component, wherein a press-fit body is press-fitted into a cylindrical portion around which the fiber reinforcement is wound.
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