JP5370855B2

JP5370855B2 - かしめ固定治具及びサスペンションブッシュのかしめ固定構造

Info

Publication number: JP5370855B2
Application number: JP2010032001A
Authority: JP
Inventors: 健市恩田; 遼平久保田
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2030-02-17
Also published as: JP2011168113A

Description

本発明は、アルミニウム製の外筒を有するサスペンションブッシュをアルミニウム製のサスペンションアームにかしめるためのかしめ固定治具とこれを用いてサスペンションアームにかしめられるサスペンションブッシュのかしめ固定構造に関するものである。

車両の車輪を車体に上下に揺動可能に懸架するサスペンションのサスペンションアームには、従来、比較的安価な鉄鋼材料のプレス成形品が使用されていたが、近年は軽量化や車両の操縦安定性向上のためにアルミニウム製のものが使用されている。

上記サスペンションアームは、振動の減衰や動きを許容するためにサスペンションブッシュを介して車体や他のサスペンション部品に取り付けられているが、サスペンションブッシュ１０９は、図９の断面図に示すように、同心状に配された金属製の内筒１０９Ａと外筒１０９Ｂとの間にゴム状弾性体１０９Ｃを加硫接着等によって充填して構成されている。

而して、サスペンションブッシュ１０９は、外筒１０９Ｂがサスペンションアーム１０５に形成された取付孔１０５ａに圧入固定され、内筒１０９Ａがこれに挿通する不図示のボルトによって車体や他のサスペンション部品に固定されたブラケットに固定されることによってサスペンションアーム１０５がサスペンションブッシュ１０９を介して車体や他のサスペンション部品に取り付けられる。

ところで、サスペンションアーム１０５をアルミニウムで構成した場合、これに圧入されるサスペンションブッシュ１０９の外筒１０９Ｂも電食を避けるために同種のアルミニウムで構成する必要があるが、このようにサスペンションアーム１０５とサスペンションブッシュ１０９の外筒１０９Ｂをアルミニウムで構成すると、サスペンションブッシュ１０９の圧入による固定が弱くなってしまう。このため、サスペンションブッシュ１０９を圧入した後に図１０に示すようなかしめ固定治具１１０を用いてサスペンションブッシュ１０９の外筒１０９Ｂをかしめることが行われている（例えば、特許文献１参照）。

即ち、図１０はかしめ固定治具１１０を用いてサスペンションブッシュ１０９をかしめている状態を示す断面図であり、図示のように円筒状の一対のかしめ固定治具１１０をサスペンションブッシュ１０９の両側に対向させて配置し、これらのかしめ固定治具１１０でサスペンションブッシュ１０９の外筒１０９Ｂの軸方向両端を挟んで図示矢印方向に加圧することによって、外筒１０９Ｂの軸方向両端部が拡開し、サスペンションブッシュ１０９がかしめによってサスペンションアーム１０５に固定される。

特開２００９−１７３１５５号公報

しかしながら、サスペンションブッシュ１０９のアルミニウム製の外筒１０９Ｂは、脆性材料であるアルミニウムの性質上、伸びが少なく割れが発生し易い。このため、外筒１０９Ｂのかしめによる変形量の管理が難しく、変形量が小さ過ぎると保持力が不足し、逆に変形量が大き過ぎると割れが発生して十分なかしめ効果が得られないという問題が発生する。

又、図１０に示したかしめ固定治具１１０によっては、サスペンションブッシュ１０９の外筒１０９Ｂの軸方向両端を常に確実に拡径させることができず、かしめが安定的に成されない場合があるという問題もある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、アルミニウム製の外筒を有するサスペンションブッシュを常に確実にかしめて高い保持力を確保することができるかしめ固定治具及びサスペンションブッシュのかしめ固定構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、アルミニウム製の外筒を有するサスペンションブッシュをアルミニウム製のサスペンションアームにかしめ固定するためのかしめ部を有するかしめ固定治具であって、前記かしめ部には、径方向外側から径方向内側に向かうに従い前記サスペンションブッシュに近づくように傾斜し、前記サスペンションブッシュの外筒の軸方向端縁を押圧して押し潰す押圧部と、該押圧部の内径側には、径方向内側に向かうに従い前記サスペンションブッシュに近づくように傾斜し、前記サスペンションブッシュの外筒の軸方向端縁に傾斜面が係合することで軸方向端縁を拡径させる変形規制部と、が設けられ、前記変形規制部の傾斜は、前記押圧部の傾斜よりも急傾斜をなし、前記かしめ部の径方向中央には、前記サスペンションブッシュの内筒内に挿入嵌合される位置決め部が設けられ、前記サスペンションブッシュの内筒の端面に当接して外筒の圧縮量を規制するリング状の溝部を、前記かしめ部の内径側で前記位置決め部の外径側に形成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、アルミニウム製の外筒を有するサスペンションブッシュを請求項１に記載のかしめ固定治具を用いてアルミニウム製のサスペンションアームにかしめ固定するサスペンションブッシュのかしめ固定構造として、前記サスペンションブッシュのかしめ固定後の外筒に、前記かしめ固定治具のかしめ部の押圧部によって押し潰されて径方向の肉厚が増加した潰れ部と、前記かしめ固定治具のかしめ部の変形規制部によって拡径した拡径部を形成することによってサスペンションブッシュを前記サスペンションアームにかしめ固定する構成を採用したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、かしめ固定治具のかしめ部に設けられた押圧部によってサスペンションブッシュの外筒の軸方向端縁が押圧されて押し潰されるために該外筒の径方向の肉厚が増加し、外筒がサスペンションアームの取付孔の内周面に押圧されて保持力が高められる。又、かしめ固定治具の押圧部の内径側に設けられた変形規制部によってサスペンションブッシュの外筒の軸方向端縁が外側のみに変形して安定的に拡径するため、この拡径によっても外筒がかしめられ、アルミニウム製の外筒を有するサスペンションブッシュに高い保持力が確保される。

また、請求項１記載の発明によれば、かしめ固定治具の位置決め部をサスペンションブッシュの内筒内に挿入嵌合させることによって、該かしめ固定治具とサスペンションブッシュとの位置決めが確実になされて両者間に芯ズレが発生せず、かしめ固定治具はサスペンションブッシュの内筒をガイドとして外筒を安定的に加圧してこれを変形させることができ、該外筒の変形によるサスペンションブッシュのかしめが安定的になされる。

また、請求項１記載の発明によれば、かしめ固定治具をこれに形成された溝部がサスペンションブッシュの内筒の端面に当接するまで加圧すれば、外筒の圧縮量（圧潰量）を最適値に管理することができ、外筒の割れを抑えつつ、高い保持力を確保することができる。

請求項２記載の発明によれば、かしめ固定治具による加圧によって外筒に形成される潰れ部と拡径部の形状によって該外筒の材料の流れ（変形）がスムーズに行われるため、材料のボリュームを有効に利用して外筒を塑性変形させることができ、該外筒の割れを防ぎつつ、高い保持力を得ることができる。

車両のサスペンションを示す部分正面図である。図１のＡ部拡大詳細図である。図２のＢ−Ｂ線断面図である。本発明に係るかしめ固定治具の斜視図である。本発明に係るかしめ固定治具の正面図である。図５のＣ−Ｃ線断面図である。図５のＤ−Ｄ線断面図である。（ａ）〜（ｃ）はサスペンションブッシュのかしめ方法をその工程順に示す断面図である。サスペンションブッシュのかしめ構造の従来例を示す断面図である。サスペンションブッシュの従来のかしめ方法を示す断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は車両のサスペンションを示す部分正面図、図２は図１のＡ部拡大詳細図、図３は図２のＢ−Ｂ線断面図である。

図１に示す車両のサスペンション１は、車輪２を回転可能に支持するナックル３を車幅方向（図１の左右方向）に配された上下のアッパアーム４とサスペンションアーム（ロアアーム）５を介して車体フレーム６に揺動可能に連結して成るマルチリンク式サスペンションであって、サスペンションアーム５の中間部と車体フレーム６との間にはコイルスプリング７が介装されている。

そして、上記アッパアーム４の基端部はサスペンションブッシュ（以下、単に「ブッシュ」と称する）８を介して車体フレーム６に揺動可能に枢支され、先端部はナックル３の上部に回動可能に連結されている。同様にサスペンションアーム５もその基端部がブッシュ９を介して車体フレーム６に揺動可能に枢支され、先端部はナックル３の下部に回動可能に連結されている。

ところで、本実施の形態では、サスペンションアーム５は軽量化等の目的のために軽量なアルミニウムで構成されており、その基端部に貫設された円孔状の取付孔５ａ内には前記ブッシュ９が圧入された後、該ブッシュ９がかしめられることによってサスペンションアーム５に確実に固定されている。

ここで、ブッシュ９は、図２及び図３に示すように、同心状に配された金属製の内筒９Ａと外筒９Ｂとの間にゴム状弾性体９Ｃを加硫接着等によって充填して構成されており、その外筒９Ｂがサスペンションアーム５の基端部に形成された前記取付孔５ａ内に圧入されるため、異種金属同士の接触による電食の問題を避けるために外筒９Ｂはサスペンションアーム５の素材と同種のアルミニウムによって構成されている。

而して、ブッシュ９は、サスペンションアーム５の取付孔５ａに圧入された後、その外筒９Ｂが軸方向に加圧されて塑性変形することによってかしめられ、図３に示すように外筒９Ｂの軸方向端部の周方向４箇所が押し広げられることによって該外筒９Ｂの端面形状は略四角形を成しており、この外筒９Ｂのかしめによってブッシュ９がサスペンションアーム５に確実に固定されてその保持力が高められる。

ところで、ブッシュ９のかしめには、図４〜図７に示すかしめ固定治具１０が使用されるが、このかしめ固定治具１０の構成の詳細を以下に説明する。

図４は本発明に係るかしめ固定治具の斜視図、図５は同かしめ固定治具の正面図、図６は図５のＣ−Ｃ線断面図、図７は図５のＤ−Ｄ線断面図であり、図示のかしめ固定治具１０は底の浅い有底筒状に形成されており、図４及び図５に示すように、その円筒部１０Ａの端面の周方向４箇所には山形を成すかしめ部１１が等角度ピッチ（９０°ピッチ）で突設されている。このかしめ部１１は、ブッシュ９の外筒９Ｂを加圧してこれをかしめ変形（塑性変形）させる部位であって、ブッシュ９の外筒９Ｂの軸方向端縁を押圧して押し潰す押圧部１１ａと、該押圧部１１ａの内径側に設けられてブッシュ９の外筒９Ｂの軸方向端縁を拡径させる（外筒９Ｂの端部の径方向内側への変形を規制する）変形規制部１１ｂとで構成されている。

ここで、各押圧部１１ａは、径方向外方に向かって高さが低くなるよう傾斜した滑らかな凸曲面で構成され、これの内側に形成された変形規制部１１ｂは、押圧部１１ａとの境界から内径側に向かって高さが高くなるよう傾斜した滑らかな円弧面で構成されており、この変形規制部１１ｂの垂直面に対する傾斜角は押圧部１１ａのそれよりも大きく設定されている。即ち、変形規制部１１ｂはかしめ固定治具１０の円筒部１０Ａの平坦面１０ａ１０ａ（図７参照）に対して押圧部１１ａよりも急傾斜を成して立ち上がっており（図６参照）、その先端エッジ部は押圧部１１ａの高さよりも高く、かしめ時にはブッシュ９の外筒９Ｂの内部に入り込むよう配置されている（図８（ｂ），（ｃ）参照）。

又、かしめ固定治具１０の円筒部１０Ａの底面の中心部には、かしめ時にブッシュ９の内筒９Ａ内に挿入嵌合される（図８参照）ピン状の位置決め部１２が底面に対して垂直方向に突設されており、その先端部１２ａは当該位置決め部１２のブッシュ９の内筒９Ａ内への挿入嵌合がスムーズになされるよう先細状に成形されている。又、この位置決め部１２は、かしめ部１１がブッシュ９の外筒９Ｂに当接する前に当該かしめ固定治具１０の位置決めが完了するように、かしめ部１１よりも先端が突出している。

更に、かしめ固定治具１０の円筒部１０Ａの底面の位置決め部１２の周囲（かしめ部１１の内径側）には、かしめの終期においてブッシュ９の内筒９Ａの端面に当接して（図８（ｃ）参照）外筒９Ｂの圧縮量を規制するリング状の溝部１３が形成されている。

以上のように構成されたかしめ固定治具１０においては、図５に示すように、その中心に位置決め部１２が形成され、該位置決め部１２から径方向外方に向かって溝部１３とかしめ部１１が順次形成されており、このようなかしめ固定治具１０を用いてブッシュ９のサスペンションアーム５へのかしめが図８（ａ）〜（ｃ）に示す手順によってなされる。

即ち、図８（ａ）〜（ｃ）はブッシュ９のかしめ方法をその工程順に示す断面図であり、ブッシュ９をサスペンションアーム５の取付孔５ａに圧入した後、図８（ａ）に示すように、一対のかしめ固定治具１０をブッシュ９の両側に対向配置し、各かしめ固定治具１０の位置決め部１２をブッシュ９の内筒９Ａ内にその軸方向両端から挿入嵌合させて各かしめ固定治具１０をブッシュ９に対して位置決めする。

次に、上記状態から各かしめ固定治具１０を図８（ｂ）に示すように矢印方向（ブッシュ９に近づく方向）に前進させてブッシュ９の外筒９Ｂの軸方向両端を両かしめ固定治具１０によって挟持する。このとき、各かしめ固定治具１０のかしめ部１１の変形規制部１１ｂの先端がブッシュ９の外筒９Ｂの内周に嵌合するため、これによっても両かしめ固定治具１０がブッシュ９に対して正確に位置決めされる。又、このとき、各かしめ固定治具１０の溝部は、ブッシュ９の外筒９Ｂよりも外側方に突出した内筒９Ａの軸方向端部を受け入れ、両者の干渉を回避してかしめ固定治具１０の必要なストロークを確保する。尚、図８（ｂ）に示す状態では、各かしめ固定治具１０の溝部１３はブッシュ９の内筒９Ａの軸方向端面に当接しておらず、両者の間には図示の隙間δが形成されている。

而して、図８（ｂ）に示す状態から両かしめ固定治具１０を不図示のプレス装置等によって図８（ｃ）に示すように矢印方向に前進させてブッシュ９の外筒９Ｂを軸方向に加圧すれば、各かしめ固定治具１０の４つのかしめ部１１に形成された押圧部１１ａがブッシュ９の外筒９Ｂに当接してこれを軸方向に圧縮するとともに、各かしめ部１１に形成された変形規制部１１ｂがブッシュ９の外筒９Ｂの軸方向端縁を径方向外方へと変形させて拡径させる。そして、このようなブッシュ９の外筒９Ｂのかしめによる塑性変形は、図８（ｃ）に示すように各かしめ固定治具１０の溝部１３がブッシュ９の内筒９Ａの軸方向端面に当接するまで継続され、両者が当接するとブッシュ９に対するかしめが完了し、各かしめ固定治具１０は後退してブッシュ９から離間する。

而して、上記かしめにおいて、ブッシュ９の外筒９Ｂの各かしめ固定治具１０のかしめ部１１が当接する周方向４箇所は軸方向に押圧されて押し潰されつつ拡径される。つまり、ブッシュ９の外筒９Ｂのかしめ形状は、かしめ固定治具１０のかしめ部１１に形成された変形規制部１１ｂによって押圧されて拡径し、変形規制部１１ｂの形状が転写された斜面状の拡径部９ａと、かしめ部１１の押圧部１１ａによって押し潰されて径方向の肉厚が増加するとともに、押圧部１１ａの形状が転写された斜面状の潰れ部１１ｂとを有する形状となっている。このため、かしめ後のブッシュ９においては、外筒９Ｂの潰れ部９ｂの内径側に拡径部９ａが配置され、該拡径部９ａの内筒９Ａの軸線に対する傾きが潰れ部９ｂの傾きよりも大きく設定されている（図３参照）。このため、外筒９Ｂの材料の流れ（変形）がスムーズに行われ、材料のボリュームが有効に利用されて外筒９Ｂが塑性変形され、これによって該外筒９Ｂの割れを防ぎつつ、高い保持力を得ることができる。

以上のように、本発明に係るかしめ固定治具１０を用いたブッシュ９のかしめによれば、各かしめ固定治具１０のかしめ部１１に設けられた押圧部１１ａによってブッシュ９の外筒９Ｂの軸方向端縁が押圧されて押し潰されるために該外筒９Ｂの径方向の肉厚が増加し、外筒９Ｂがサスペンションアーム５の取付孔５ａの内周面に押圧されて保持力が高められる。又、かしめ固定治具１０の押圧部１１ａの内径側に設けられた変形規制部１１ｂによってブッシュ９の外筒９Ｂの軸方向端縁が外側のみに変形して安定的に拡径するため、この拡径によっても外筒９Ｂがかしめられ、アルミニウム製の外筒９Ｂを有するブッシュ９に高い保持力が確保される。

更に、ブッシュ９のかしめに際してかしめ固定治具１０の位置決め部１２をブッシュ９の内筒９Ａ内に挿入嵌合させるようにしたため、該かしめ固定治具１０とブッシュ９との位置決めが確実になされて両者間に芯ズレが発生せず、かしめ固定治具１０はブッシュ９の内筒９Ａをガイドとして外筒９Ｂを安定的に加圧してこれを変形させることができ、該外筒９Ｂの変形によるブッシュ９のサスペンションアーム５へのかしめが安定的になされる。

又、本発明に係るかしめ固定治具１０には溝部１３が形成されているため、各かしめ固定治具１０をこれに形成された溝部１３がブッシュ９の内筒９Ａの端面に当接するまで加圧すれば、外筒９Ｂの圧縮量（圧潰量）を最適値に管理することができ、外筒９Ｂの割れを抑えつつ、高い保持力を確保することができるという効果が得られる。

１サスペンション
２車輪
３ナックル
４アッパアーム
５サスペンションアーム
５ａサスペンションアームの取付孔
６車体フレーム
７コイルスプリング
８，９ブッシュ（サスペンションブッシュ）
９Ａブッシュの内筒
９Ｂブッシュの外筒
９Ｃブッシュのゴム状弾性体
９ａ外筒の拡径部
９ｂ外筒の潰れ部
１０かしめ固定治具
１０Ａかしめ固定治具の円筒部
１０ａ円筒部の平坦面
１１かしめ固定治具のかしめ部
１１ａかしめ部の押圧部
１１ｂかしめ部の変形規制部
１２かしめ固定治具の位置決め部
１３かしめ固定治具の溝部
δ かしめ固定治具の溝部とブッシュの内筒都の隙間

Claims

アルミニウム製の外筒を有するサスペンションブッシュをアルミニウム製のサスペンションアームにかしめ固定するためのかしめ部を有するかしめ固定治具であって、
前記かしめ部には、
径方向外側から径方向内側に向かうに従い前記サスペンションブッシュに近づくように傾斜し、前記サスペンションブッシュの外筒の軸方向端縁を押圧して押し潰す押圧部と、
該押圧部の内径側には、径方向内側に向かうに従い前記サスペンションブッシュに近づくように傾斜し、前記サスペンションブッシュの外筒の軸方向端縁に傾斜面が係合することで軸方向端縁を拡径させる変形規制部と、
が設けられ、
前記変形規制部の傾斜は、前記押圧部の傾斜よりも急傾斜をなし、
前記かしめ部の径方向中央には、前記サスペンションブッシュの内筒内に挿入嵌合される位置決め部が設けられ、
前記サスペンションブッシュの内筒の端面に当接して外筒の圧縮量を規制するリング状の溝部を、前記かしめ部の内径側で前記位置決め部の外径側に形成したことを特徴とするかしめ固定治具。
アルミニウム製の外筒を有するサスペンションブッシュを請求項１に記載のかしめ固定治具を用いてアルミニウム製のサスペンションアームにかしめ固定するサスペンションブッシュのかしめ固定構造であって、
前記サスペンションブッシュのかしめ固定後の外筒に、前記かしめ固定治具のかしめ部の前記押圧部によって押し潰されて径方向の肉厚が増加した潰れ部と、前記かしめ固定治具の前記かしめ部の前記変形規制部によって拡径した拡径部を形成することによってサスペンションブッシュを、前記サスペンションアームにかしめ固定することを特徴とするサスペンションブッシュのかしめ固定構造。