JP2015083312A - フランジ加工装置および加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属板をプレス加工することにより、透孔およびその内周に筒状のフランジが形成される車両の構造部材において、フランジの下端部の径を、簡単かつ低コストに広げられるようにする。
【解決手段】ロアアーム１８の透孔２９の周縁を、押し潰し治具５０の傾斜面５２と下当て部５４との間で挟持して厚みを薄く押し潰し、厚みが薄くなった透孔２９の周縁を、下向きに押圧し折り曲げてフランジ２９ａを形成する。そのため、従来のように高価な逆曲げカムを有する特殊な金型を使用しなくても、フランジ２９ａの下端部の径を簡単かつ低コストに広げることができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、金属板をプレス加工して形成され、透孔が透設されて成る車体構造物であって、前記透孔の内周に筒状のフランジを加工するフランジ加工装置および加工方法に関する。

一般に、車両のサスペンション装置には、特許文献１，２に記載のようなロアアームと称される構造部材が設けられている。このロアアームは、金属板をプレス加工して略Ｌ字状に形成され、車体の前後方向に延びて前、後部枢支部材により車体に弾性的に枢支されるアーム基部と、このアーム基部から車体の外側方に向かって一体的に延出形成されその延出端部が車輪に接続されるアーム本体とを備える。

具体的には、図６に示すように、ロアアーム１００は、車体の前後方向のアーム基部１００ａと、アーム基部１００ａから車体の外側方に向かって延びるアーム本体１００ｂとを備え、アーム基部１００ａの後端部が、車体前後方向に延びる揺動軸心回りに上下に揺動可能となるように後部枢支部材により車体に枢支されるとともに、アーム基部１００ａの後端部が、該後端部に形成された透孔１１０に前部枢支部材が装着されることにより上記した揺動軸心に直交する軸心で車体に枢支され、アーム本体１００ｂの延出端部に形成された透孔１１１にボールジョイントが嵌挿され、このボールジョイントを介してアーム本体１００ｂの延出端部が車輪に結合されるようになっている。なお、図６中のＦｒは車両の進行方向の前方を示す。

特開２００２−２０５５２０号公報（段落００１４および図１、図２参照） 特開２０１２−１５８２００号公報（段落００３１〜００３５および図１〜図３参照）

ところで、アーム本体１００ｂの延出端部の透孔１１１には、上記した用のボールジョイントが嵌挿されるが、通常、ボールジョイントを透孔の下方から嵌挿するために、図７に示すように、円形の透孔１１１に円筒状のフランジ１１１ａを一体形成し、このフランジ１１１ａの下端側の径を大きくすることにより、ボールジョイントを嵌挿し易くすることが行われる。

このとき、フランジ１１１ａの下端側の径を大きくするために、従来は図８に示すように、逆曲げカムＫと称される治具を有する特殊な金型を使用し、円筒状に加工したフランジ１１１ａの下方から逆曲げカムＫを上向きに圧入するようにしてフランジ１１１ａの下端部の径を押し広げることが行われる。

しかし、このような従来方法では、逆曲げカムＫを有する特殊な金型が高価であり製造コストの上昇を招くという問題がある。なお、この種の問題は、ロアアーム１００に限らず、金属板をプレス加工することにより、透孔およびフランジが形成され、その後にフランジの径の広げ加工が施される車両の構造部材であっても同様に生じ得る。

本発明は、金属板をプレス加工することにより、透孔およびその内周に筒状のフランジが形成される車両の構造部材において、フランジの下端部の径を、簡単かつ低コストに広げられるようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明のフランジ加工装置は、金属板をプレス加工して形成され、透孔が透設されて成る車両の構造物材であって、前記透孔の内周に筒状のフランジを加工するフランジ加工装置において、前記車体構造物の前記透孔の周縁を、下当て部との間で挟持して厚みを薄く押し潰す押し潰し部と、厚みが薄くなった前記透孔の周縁を、下向きに押圧し折り曲げて前記フランジを形成する折り曲げ部とを備えることを特徴としている（請求項１）。

また、前記構造物材は、車体の前後方向に延びる揺動軸心回りに上下に揺動可能となるよう車体に枢支され、その揺動端部に車輪を支持するものであって、前記透孔に装着されるボールジョイントを介して車輪に接続されるロアアームであるとよい（請求項２）。

また、本発明のフランジ加工方法は、金属板をプレス加工して形成され、透孔が透設されて成る車両の構造物材であって、前記透孔の内周に筒状のフランジを加工するフランジ加工方法において、前記構造物材の前記透孔の周縁を、下当て部との間で挟持して厚みを薄く押し潰し、厚みが薄くなった前記透孔の周縁を、下向きに押圧し折り曲げて前記フランジを形成することを特徴としている（請求項３）。

請求項１，３に係る発明によれば、構造物材の透孔の周縁を、下当て部との間で挟持して厚みを薄く押し潰し、厚みが薄くなった透孔の周縁を、下向きに押圧し折り曲げてフランジを形成するため、従来のように高価な逆曲げカムを有する特殊な金型を使用しなくても、フランジの下端部の径を簡単かつ低コストに広げることができる。

また、請求項２に係る発明によれば、構造部材がロアアームである場合に、ボールジョイントの組み付けを従来と同様に容易に行えるように、ロアアームの透孔のフランジの下端径を簡単に広げることができ、ロアアームの製造コストを低減することができる。

本発明の一実施形態により形成されるロアアームを使用した車両の概略平面図である。 図１の一部の詳細図である。 図１の異なる一部の正面図である。 本発明に係るフランジ加工装置の一実施形態の概略正面図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は図４のフランジ加工装置による加工工程を示す図である。 従来のロアアームの斜視図である。 図６の一部の加工前の断面図である。 図６の一部の加工途中の断面図である。

本発明を車両の構造部材であるロアアームの加工に適用した場合の一実施形態について、図１ないし図５を参照して詳細に説明する。

図１、図２に示すように、車両１は、その内部が車室とされる車体２と、この車体２の前部に左、右前車輪３をそれぞれ懸架させる懸架装置４と、車体２に支持され各車輪３を走行駆動するエンジン５とを備え、車体２の前部は、各車輪３と懸架装置４とによって走行面上に支持されている。なお、図１，２中のＦｒは車両の進行方向の前方を示す。

車体２の前部は、その下部を構成する車体フレーム８と、この車体フレーム８の下側に配置されてこの車体フレーム８に強固に支持されるサブフレーム９と、車体２の上部を構成し車体フレーム８に支持される板金製の車体本体１０とを備える。この車体本体１０は、左右の側壁の下端縁部を構成してそれぞれ前後方向に延びるロッカ１２と、各ロッカ１２の前後方向の途中を下方に向かって開くよう切り欠いて形成され車輪３の上半分を収容するホイールハウス１３と、このホイールハウス１３の上方に位置して形成されるサスペンションタワー１４とを備える。

このように、車体フレーム８、サブフレーム９、ロッカ１２およびサスペンションタワー１４は、車体２の骨格部材を構成し、十分の強度と剛性とを有するよう設計されている。

ところで、懸架装置４は、特に図３に示すように、車体２の前後方向に延びる揺動軸心１６回りに上下に揺動可能となるようサブフレーム９の側部に枢支され、その揺動端部にステアリングナックル１７を介して車輪３を支持する本発明における車両構造部材である略Ｌ字状のロアアーム１８と、上下方向に伸縮自在とされてステアリングナックル１７をサスペンションタワー１４に支持する油圧シリンダ式等の緩衝器１９とを備えている。

そして、ロアアーム１８は、金属板をプレス加工して形成され、車体２の前後方向に延びて前部および後部枢支部材２２，２３によりサブフレーム９に弾性的に枢支されるアーム基部２６と、このアーム基部２６の前端部から車体２の外側方に向かって一体的に延出するアーム本体２７とを備え、アーム本体２７の延出端部にはボールジョイント２８が嵌挿される透孔２９が透設され、この透孔２９に嵌挿されて装着されたボールジョイント２８がステアリングナックル１７に接合されることにより、アーム本体２７の延出端部が車輪３に接続されている。なお、アーム本体２７は、アーム基部２６の前後方向の中途部から車体２の外側方に向かって一体的に突出するものであってもよい。

前部枢支部材２２は、上記した揺動軸心１６上に配置される締結ボルト３１と、サブフレーム９の前側部に揺動軸心１６上で締結ボルト３１により前、後両端が支持される支持パイプと、この支持パイプに外嵌されるゴム製の弾性ブッシュ３２とを備えており、支持パイプに対し弾性ブッシュ３２を介してアーム基部２６の前端部が弾性的に枢支される。このとき、弾性ブッシュ３２はアーム基部２６の前端部と支持パイプとにそれぞれ加硫接着されている。

また、後部枢支部材２３は、揺動軸心１６に直交して上下方向に延びる軸心３４上に配置されるボルト３５と、サブフレーム９の後側部に軸心３４でボルト３５により上、下両端が支持される支持パイプ３６と、この支持パイプ３６に外嵌されるゴム製の弾性ブッシュ３７とを備えている。そして、支持パイプ３６に対し弾性ブッシュ３７を介してアーム基部２６の後端部が弾性的に枢支される。このとき、弾性ブッシュ３７はアーム基部２６の後端部と支持パイプ３６とにそれぞれ加硫接着されている。

ところで、アーム本体２７の端部の透孔２９は、図４に示すような押し潰し治具５０（本発明における「押し潰し部」に相当）により、その周縁部が押圧されて押し潰され、厚みが薄くなるように加工される。ここで、押し潰し治具５０は、図４に示すように、円筒状の治具本体５１の下端縁部に傾斜面５２を有する。

より詳細には、図５(ａ)に示すように、トリム加工によりアーム本体２７の延出端部に透孔２９が形成された後、同図（ｂ）に示すように、透孔２０の周縁部が押し潰し治具５０の傾斜面５２と下当て部５４との間で挟持され、押し潰し治具５０が同図（ｂ）中の矢印のように下方に下動されて透孔２９の周縁部が押圧されることにより、傾斜面５２に沿うように透孔２９の周縁部が押し潰されて厚みが薄くされ、その後同図（ｃ）に示すように、透孔２９よりも大径の円柱状を有する押圧手段５５（本発明における「折り曲げ部」に相当）が同図（ｃ）中の矢印のように下動されて、透孔２９の薄くなった縁部を含む周縁部が下方に押圧されて折り曲げられ、透孔２９の内周に円筒状のフランジ２９ａが形成される。

このとき、図５（ａ）に示す状態における透孔２９の径は、同図（ｃ）に示すようにフランジ２９ａが形成された状態での径よりも小さく、最終的にフランジ２９ａを形成した状態で、ボールジョイント２８が嵌挿可能な径に仕上がればよい。

そして、図５(ｂ)に示すように、透孔２９の周縁部を押し潰してから同図（ｃ）のようにフランジ２９ａを折り曲げて形成すると、押し潰しによって薄くなった分、フランジを曲げ形成した段階でフランジ２９ａの下端の径が上端よりも大きくなり、従来のように高価な逆曲げカムを有する特殊な金型により、フランジを形成した後で下端の径を押し広げる必要がない。

したがって、上記した実施形態によれば、ロアアーム１８の透孔２９の周縁を、押し潰し治具５０の傾斜面５２と下当て部５４との間で挟持して厚みを薄く押し潰し、厚みが薄くなった透孔２９の周縁を、下向きに押圧し折り曲げてフランジ２９ａを形成するため、従来のように高価な逆曲げカムを有する特殊な金型を使用しなくても、フランジ２９ａの下端部の径を簡単かつ低コストに広げることができる。

その結果、ロアアーム１８の透孔２９へのボールジョイント２８の組み付けを従来と同様に容易に行えるように、ロアアーム１８の透孔２９のフランジ２９ａの下端径を簡単に広げることができ、ロアアーム１８の製造コストを低減することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。例えば、フランジは上記した円筒状の喪に限らず、角筒状であってもよい。

また、上記した実施形態では、車両の構造物材をロアアーム１８とし、このロアアーム１８の透孔２９におけるフランジ２９ａを加工する場合に本発明を適用した例について説明したが、ロアアーム１８に限らず、金属板をプレス加工することにより、透孔およびその内周に筒状のフランジが形成され、そのフランジの下端径を大きくする必要のある車両の構造部材についても、本発明を同様に適用することができる。

１ …車両
１８ …ロアアーム（車両の構造部材）
２９…透孔
２９ａ …フランジ
５０ …押し潰し治具（押し潰し部）
５５ …押圧手段（折り曲げ部）

Claims (3)

1. 金属板をプレス加工して形成され、透孔が透設されて成る車両の構造物材であって、前記透孔の内周に筒状のフランジを加工するフランジ加工装置において、
   前記車体構造物の前記透孔の周縁を、下当て部との間で挟持して厚みを薄く押し潰す押し潰し部と、
   厚みが薄くなった前記透孔の周縁を、下向きに押圧し折り曲げて前記フランジを形成する折り曲げ部と
   を備えることを特徴とするフランジ加工装置。
2. 前記構造物材は、車体の前後方向に延びる揺動軸心回りに上下に揺動可能となるよう車体に枢支され、その揺動端部に車輪を支持するものであって、前記透孔に装着されるボールジョイントを介して車輪に接続されるロアアームであることを特徴とする請求項１に記載のフランジ加工装置。
3. 金属板をプレス加工して形成され、透孔が透設されて成る車両の構造物材であって、前記透孔の内周に筒状のフランジを加工するフランジ加工方法において、
   前記構造物材の前記透孔の周縁を、下当て部との間で挟持して厚みを薄く押し潰し、厚みが薄くなった前記透孔の周縁を、下向きに押圧し折り曲げて前記フランジを形成することを特徴とするフランジ加工方法。

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