JP4716078B2 - ブラケットの取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、チューブの外周面にブラケットを重合固定してなるブラケットの取付構造に関する。

例えば、車両のサスペンション用シリンダ装置としては、図８に示すように、ピストン１を摺動可能に内装した内筒２を有底の外筒（チューブ）３内に納め、ピストン１に一端が連結されたピストンロッド４の他端部を、内筒２およびチューブ３の開口端部に共通に嵌合したロッドガイド５を挿通して外部へ延ばし、内筒２内に封入された油液を、ピストン１に設けた減衰力発生手段６および内筒２の下端部に装着されたベースバルブ７を流通させて伸び行程および縮み行程の減衰力を発生させ、ピストンロッド４の進入、退出分の油液は内筒２とチューブ３との間の、ガスおよび油液が封入されたリザーバ８で補償する構造のものがある。

この種のシリンダ装置は、そのチューブ３の軸方向中間部に車体との間に介装されるばねを受けるスプリングシート９を、そのチューブ３の下端部に車体のナックルに連結されるナックルブラケット１０をそれぞれ重合固定して、実用に供されるようになっている。
そして従来、チューブ３に対するスプリングシート９およびナックルブラケット１０の重合固定は、溶接（溶接部Ｗ）により接合する構造が一般に採用されていた。しかし、この溶接による接合構造によれば、溶接の熱でチューブ３に変形が生じて寸法精度が悪化する問題に加え、溶接作業に時間を要するという問題があり、その上、溶接の熱でチューブ３の内面に形成された酸化スケール、あるいは溶接時に空気中に飛散した微細なチリが、異物（コンタミネーション）として油中に入り込む虞があり、寸法精度、生産性、耐久性等の面で問題を抱えることとなっていた。

そこで、例えば、特許文献１に記載のものでは、ナックルブラケットの、チューブに対する重合部分をスポット的に電気抵抗加熱して、外周側から押圧することにより凹部を形成する変形加工を施すようにしている。この変形加工は、２つの部材を重ね合せて一方向へ張出して凸部（または凹部）を形成する、いわゆる張出かしめに相当し、このような張出かしめの採用により、上記した溶接に伴う諸問題を解決できるようになる。
なお、特許文献２には、薄板を対象にした張出かしめ方法が記載されている。

特開平０９−０６０６８２号公報 特開昭６２−７７１３０号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の接合方式によれば、加熱下で張出かしめを行っているため、事前にかしめ箇所を加熱する面倒な処理が必要になり、生産性および製造コストの低下が避けられない。なお、特許文献２に記載されるように冷間で張出かしめを行うことにより前記した問題点は解消できるが、上記チューブ３とナックルブラケットとの組合せのようにかなりの肉厚を有する（約２.０ｍｍ以上）ものを対象にした場合には、所望の張出量を得ることが困難となり、強度的な面で不安が残る。
本発明は、上記した技術的背景に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、冷間で張出かしめを行っても強度保証が十分なブラケットの取付構造を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係るブラケットの取付構造は、チューブの外周面にブラケットを重合固定してなるブラケットの取付構造において、前記チューブの外周面に予め形成した縮径部内に前記ブラケットを位置決めした状態で、該ブラケットと前記チューブとを複数箇所で張出かしめによる接合によって回転方向への移動を規制し、前記チューブの縮径部の端部に配置される段差により前記ブラケットを軸方向に拘束し、張出かしめによるかしめ部が、チューブ側の張出部とブラケット側の張出部とが相互に食込んだ形状の第１接合部と、前記両張出部が相互に皿面で合された形状の第２接合部とを含むことを特徴とする。
このように構成したブラケットの取付構造においては、チューブに形成した縮径部内で張出かしめを行って、該縮径部の端部の段差によりブラケットを軸方向に拘束するようにしているので、冷間で張出かしめを行っても強度保証は十分となる。また、剥離強度に優れた食込み形状の第１接合部とせん断強度に優れた皿面合せ形状の第２接合部とが混在することで、強度保証はより確実となる。
本ブラケットの取付構造において、第１接合部と第２接合部とを、ブラケットに対して軸方向に異なる位置に複数設け、当該複数設けた接合部のうち、軸方向端部の接合部を第２接合部とすることができる。このように皿面合せ形状の第２接合部を端部に配置したことにより、チューブ内に他の部材を挿入する必要がある場合に、該第２接合部が他の部材のガイドとして機能し、その挿入を容易にする。
本発明において、上記チューブおよびブラケットは、特にその種類を問うものではないが、チューブとして車両のサスペンション用シリンダ装置の外筒を、ブラケットとして車体との連結に用いられるナックルブラケットをそれぞれ選択することができる。

本発明に係るブラケットの取付構造によれば、チューブに形成した縮径部内で張出かしめを行うので、冷間で張出かしめを行っても強度保証は十分となり、生産性の向上および製造コストの低減を達成できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１および２は、本発明に係るブラケットの取付構造を示したものである。本取付構造は、前記図８に示したサスペンション用シリンダ装置において、そのチューブ（外筒）３に対するナックルブラケット１０の取付けに適用したものである。なお、ナックルブラケット１０は、Ｃ字形をなす本体部１１とこの本体部１１から側方へ延ばされた一対の取付部１２とからなっており、その取付部１２には、車体のナックルとの連結に用いる取付孔１３が設けられている。

本実施形態において、上記チューブ３の下端部の外周面には、予め縮径部１５が形成されており、ナックルブラケット１０は、この縮径部１５内で、その本体部１１の複数箇所が、後述の張出かしめによりチューブ３に接合されている。しかして、チューブ３の縮径部１５は、ナックルブラケット１０の本体部１１の軸方向長さとほぼ等しい幅に形成されており、これによりナックルブラケット１０は、チューブ３の縮径部１５における両側の端部を形成する段差１６，１６により軸方向に拘束されている。

チューブ３に対してナックルブラケット１０を接合するためのかしめ部２０は、後述の食込み形状の第１接合部２１と皿面合せ形状の第２接合部２２とを含んでいる。第１接合部２１は、ナックルブラケット１０の本体部１１の軸方向上端部を除く部分に、軸方向の三箇所と周方向の三箇所に配列して形成されている。一方、第２接合部２２は、ナックルブラケット１０の本体部１１の軸方向上端部（前記第１接合部２１と軸方向に異なる位置）に、第１接合部２１と同じ周方向配列で形成されている。
このように、ナックルブラケット１０の本体部１１の上端部に皿面合せ形状の第２接合部２２を形成することによって、図中、破線で示した内筒２のチューブ３内への挿入を容易にしている。すなわち、チューブ３は、図中、破線矢印にて示すように、第２接合部２２の内側の円弧形状に沿って挿入が案内されるので、第２接合部２２に引掛ることなく容易に挿入することができ、ひいては、サスペンション用シリンダ装置の組立作業の効率化が図れる。

上記かしめ部２０のうち、第１接合部２１は、図２によく示されるように、張出し方向Ｆの内側に位置するナックルブラケット１０の張出部２３を、張出し方向Ｆの外側に位置するチューブ３の張出部２４に内側から食込ませた形状（食込み形状）となっている。
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一方、第２接合部２２は、図３によく示されるように、上記ナックルブラケット１０の張出部２３を、上記チューブ３の張出部２４に皿面２５で合せた形状（皿面合せ形状）となっている。

上記した複数のかしめ部２０のうち、食込み形状の第１接合部２１はせん断強度に比して剥離強度が大きく、皿面合せ形状の第２接合部２２は剥離強度は持たないがせん断強度が大きくなっている。本実施形態においては、前記複数のかしめ部２０の大多数が剥離強度の大きい第１接合部２１からなっているので、本取付構造は、全体として剥離強度に著しく優れたものとなっている。一方、ナックルブラケット１０は、チューブ３に形成した縮径部１５の両側の段差１６により軸方向に拘束されており、この軸方向の拘束によりナックルブラケット１０の軸方向移動が規制されている。本実施形態においては、前記せん断強度の大きい第２接合部２２によりナックルブラケット１０の回転方向への移動も規制されており、これにより本取付構造は、全体としてせん断力に対しても大きな抵抗力を有するものとなる。

上記したブラケットの取付構造を得るには、予め縮径加工により縮径部１５を設けたチューブ３と所定の形状に成形されたナックルブラケット１０とを用意する。前記縮径加工の方法は任意であり、例えば、ロータリスエージ加工、ロール鍛造等を採用することができる。
そして先ず、図４（Ａ）に示すように、ナックルブラケット１０の一対の取付部１２を拡張（弾性変形）させながらその本体部１１をチューブ３の縮径部１５に押込む。すると、ナックルブラケット１０は、その本体部１１と取付部１２との連接部１４がチューブ３を乗越えると同時に縮小し、これにより、同図（Ｂ）に示すように、ナックルブラケット１０の本体部１１がチューブ３の縮径部１５に密に嵌合する状態となる。その後は、ナックルブラケット１０の本体部１１とチューブ３との重合部に張出かしめ加工を施し、両者の複数箇所を上記した二種類の接合部２１、２２を含むかしめ部２０により接合し、これにてチューブ３に対するナックルブラケット１０の取付けは完了する。
なお、ナックルブラケット１０をチューブ３に装着するに際しては、上記したようにナックルブラケット１０の成形品を用いることなく、平板状のナックルブラケット素材をチューブ３の縮径部１５に巻付けながら、ナックルブラケット１０を成形するようにしてもよい。

ここで、上記したかしめ部２０を形成するための張出かしめ方法は、一例として図５および図６に示すとおりとなっている。
図５は、上記食込み形状の第１接合部２１を形成するための張出かしめ方法を示したものである。同図中、３０は、先端がほぼ平坦形状の小径の押込部３１を肩部３２を介して大径の本体部３３に連接してなるポンチ、３４は、上面に成形凹部３５を有すると共にこの成形凹部３５の底面周縁に環状溝３６を有するダイである。

張出かしめに際しては、前記図４に示した手順で、予めチューブ３の縮径部１５にナックルブラケット１０を嵌合させる。そして先ず、図５（Ａ）に示すようにダイ３４を前記チューブ３の内面に当接させて位置固定し、この状態でポンチ３０を張出かしめ方向Ｆへ移動させる。すると、同図（Ｂ）に示すように、ナックルブラケット１０とチューブ３とが局部的にダイ３４の成形凹部３５内に張出す。これらの張出部は、ダイ３４の成形凹部３５の底面に到達するまでは湾曲形状を維持するが、その後、さらにポンチ３０が前進することで、成形凹部３５内で横方向に広がる。そして、遂には塑性流動を起こして環状溝３６を含む成形凹部３５に材料がフィルアップし、前記図２に示したように、ナックルブラケット１０の張出部２３をチューブ３の張出部２４に食込ませた形状の第１接合部２０が形成される。
なお、実際の張出かしめに際しては、上記ダイ３４がチューブ３の内部に、ポンチ３０がチューブ３の外側にそれぞれ配置されるが、この場合は、チューブ３内に、ダイ３４を支持し半径方向へ進退動させる駆動手段が配置されることになる。

図６は、上記皿面合せ形状の第２接合部２２を形成するための張出かしめ方法を示したもので、ここでは、上記ポンチ３０に代えて、先端角部が比較的大きなアール（Ｒ）で結ばれた軸状ポンチ３７と、このポンチ３７を摺動案内する筒状ガイド３８とを備えたポンチ組立体３９を用意する。筒状ガイド３８はクッション（図示略）に支持されており、抵抗を受けない状態ではポンチ３７と一体的に移動できる。

張出かしめに際しては、先ず図６（Ａ）に示すように、ダイ３４を前記チューブ３の内面に当接させて位置固定し、この状態でポンチ組立体３９張出し方向Ｆへ移動させる。すると、同図（Ｂ）に示すように、ガイド３８が移動停止してポンチ３７のみが前進し、ナックルブラケット１０とのチューブ３とが局部的にダイ３４の成形凹部３６内に張出す。この張出かしめにおいては、張出部がダイ３４の成形凹部３６の底面に到達する段階でポンチ３７の前進が停止され、これにより前記図３に示したように、ナックルブラケット１０の張出部２３をチューブ３の張出部２４に皿面２５にて合せた第２接合部２２が形成される。

なお、上記した食込み形状の第１接合部２１を形成する場合は、図７に示すようにリベット４０を補助的に用いてもよい。このような形状の接合部２１´は、リベット４０が、ナックルブラケット１０の張出部２３を貫通してチューブ３側の張出部２４に食込んでいるので、その剥離強度はより一層強くなり、その上、せん断強度も、前記第１接合部２１（図２）よりも強くなる。

また、上記実施の形態では、ナックルブラケット１０の外側からチューブ３の半径内方向へ張出かしめを行って凹形状のかしめ部２０（２１、２２）を形成するようにしたが、この張出かしめ方向は任意であり、半径外方へ張出かしめを行って凸形状のかしめ部を形成するようにしてもよい。この場合は、上記したポンチ３０またはポンチ組立体３９とダイ３４との配置は逆になる。

さらに、上記実施形態では、チューブ３の下端部に、軸方向両端に段差１６、１６が配置された縮径部１５を形成したものを示したが、本発明は別段これに限らない。すなわち、上記実施形態で示したようなサスペンション用シリンダ装置においては、車両に取付けた際、ナックルブラケットにはチューブに対する上方への抜け強度が必要であり、一方、下方の抜け強度はそれほど必要としないため、少なくとも軸方向上端に段差を設けた縮径部をチューブに形成するようにしても構わない。

サスペンション用シリンダ装置のチューブに対するナックルブラケットの取付けに適用した本発明に係る取付構造を示す断面図である。 張出かしめにより形成された食込み形状の接合部の詳細構造を示す断面図である。 張出かしめにより形成された皿面合せ形状の接合部の詳細構造を示す断面図である。 本取付構造を得るための手順を順を追って示す断面図である。 食込み形状の接合部を形成するための張出かしめ方法を示す断面図である。 皿面合せ形状の接合部を形成するための張出かしめ方法を示す断面図である。 食込み形状の接合部の変形構造を示す断面図である。 本発明に係るブラケットの取付構造が適用されるサスペンション用シリンダ装置の全体構造を示す断面図である。

符号の説明

３ シリンダ装置のチューブ（外筒）
１０ ナックルブラケット
１５ 縮径部
１６ 段差
２０ かしめ部
２１ 第１接合部
２２ 第２接合部

Claims (2)

1. チューブの外周面にブラケットを重合固定してなるブラケットの取付構造において、前記チューブの外周面に予め形成した縮径部内に前記ブラケットを位置決めした状態で、該ブラケットと前記チューブとを複数箇所で張出かしめによる接合によって回転方向への移動を規制し、前記チューブの縮径部の端部に配置される段差により前記ブラケットを軸方向に拘束し、
   張出かしめによるかしめ部が、チューブ側の張出部とブラケット側の張出部とが相互に食込んだ形状の第１接合部と、前記両張出部が相互に皿面で合された形状の第２接合部とを含むことを特徴とするブラケットの取付構造。
2. 第１接合部と第２接合部とを、ブラケットに対して軸方向に異なる位置に複数設け、当該複数設けた接合部のうち、軸方向端部の接合部を第２接合部としたことを特徴とする請求項１に記載のブラケットの取付構造。

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