JP5468644B2 - スタビリンク - Google Patents

Description

本発明は、サポートバーを有するスタビリンクに係り、特に、樹脂製のサポートバーの改良に関する。

スタビリンクは、サスペンション装置のアームあるいはストラットとスタビライザ装置とを連結するボールジョイント部品である。図１は、車両の前車輪側の概略構成を表す斜視図である。サスペンション装置１は、左右のタイヤ４に設けられ、アーム１１とシリンダ１２を備えている。アーム１１の下端部はタイヤ４の軸を支持する軸受部に固定され、シリンダ１２はアーム１１に対して弾性変位が可能である。アーム１１には、スタビリンク３が取り付けられるブラケット１３が設けられている。サスペンション装置１は、タイヤ４に加えられる車体の重量を支えている。スタビライザ装置２は、略コ字形状を有するバー２１を備え、ブッシュ２２を介して車体に取り付けられている。スタビライザ装置２は、車両のロール剛性を確保する。

スタビリンク３は、サスペンション装置１のブラケット１３およびスタビライザ装置２のバー２１の端部に設けられ、スタビリンク３同士はサポートバー７０により連結されている。スタビリンク３は、サスペンション装置１が路面からの入力を受けたときに発生する荷重をスタビライザ装置２に伝達する。

図２は、スタビリンク３の一部の構成の具体例を表す側断面図である。スタビリンク３は、ボールスタッド３０、ボールシート４０、ハウジング５０、および、ダストカバー６０を備えている。

ボールスタッド３０は、一体成形されたスタッド部３１およびボール部３２を有している。スタッド部３１は、テーパ部３３、直線部３４、および、ねじ部３５を有している。テーパ部３３は、ボール部３２の上端部に成されている。直線部３４の上端部および下端部には、鍔部３６および凸部３７が形成されている。直線部３４における鍔部３６と凸部３７との間にはダストカバー６０の上側固定部６１が当接して固定されている。サスペンション装置１側のスタビリンク３のねじ部３５は、アーム１１のブラケット１３にねじ締結により固定され、スタビライザ装置２側のスタビリンク３のねじ部３５は、ねじ締結によりバー２１に固定されている。

ボールシート４０およびハウジング５０は、ボールスタッド３０をユニバーサルに軸支する軸支部材を構成している。ボールシート４０には、ボールスタッド３０のボール部３２が圧入されている。ハウジング５０は、ボールシート４０を収容している。ダストカバー６０の下側固定部６２は、ボールシート４０およびハウジング５０のフランジ部４１，５１同士の間に狭持されている。ボールシート４０の底面部には、熱かしめ部４２が形成されている。熱かしめ部４２は、ハウジング５０の底部の孔部５２を通じて突出し、その先端部がハウジング５０の下面部に係合している（たとえば特許文献１）。

ハウジング５０およびサポートバー７０の材質として鉄が用いられている。ハウジング５０とサポートバー７０とは別体で成形され、サポートバー７０は抵抗溶接等の溶接によりハウジング５０に連結されている。

近年、軽量化を図るため、サポートバーの材質として樹脂を用い、サポートバーを射出成形で形成することが提案されている。射出成形で用いられる樹脂には通常、グラスファイバー細繊維等の強化繊維が含まれている。

図３に示すスタビリンク５では、たとえば樹脂製のハウジング８０およびサポートバー９０が一体成形されている。サポートバー９０は、図３（Ａ）に示すように上ウイング板９１、下ウイング板９２、中央支持板９３、および、リブ９４Ａ，９４Ｂを有している。ウイング板９１，９２および中央支持板９３は、サポートバー９０の長手方向の強度を確保するための部位であって、長手方向に延在してスタビリンク５同士を連結している。上ウイング板９１および下ウイング板９２は、中央支持板９３の上端部および下端部に設けられ、図３（Ｂ）に示すように中央支持板９３に対して水平方向に突出している。このように上ウイング板９１、下ウイング板９２、および、中央支持板９３は、長手方向に垂直な断面においてＩ字状をなしている。

リブ９４Ａ，９４Ｂは、ウイング板９１，９２の間に設けられ、垂直方向の強度を確保するための部位である。リブ９４Ａは、中央支持板９３の長手方向中央部に設けられ、リブ９４Ｂ，９４Ｂは、リブ９４Ａから長手方向に所定間隔をおいて設けられている。リブ９４Ａ，９４Ｂは、ウイング板９１，９２と同様、中央支持板９３に対して水平方向に突出している。なお、スタビリンク５では、ボールシートとハウジングの底部同士の固定は、超音波かしめにより行われる。図３では、図２に示すスタビリンク５と同様な構成要素には同符号を付している。

ハウジング８０およびサポートバー９０は、それらに対応する形状をなすキャビティを有する成形型を用いて射出成形を行うことにより得られる。キャビティは、ハウジング８０を形成するためのハウジング形成部、および、サポートバー９０形成するためのサポートバー形成部を有し、サポートバー形成部は、ウイング板９１，９２形成するためのウイング板形成部、中央支持板９３を形成するための中央支持板形成部、および、リブ９４Ａ，９４Ｂを形成するためのリブ形成部を有している。この場合、キャビティ内に樹脂を注入するためのゲートは、下ウイング板形成部の長手方向および水平方向の中央部に位置している。

このような射出成形では、樹脂は流路幅の大きい方が流動しやすい。スタビリンク５のサポートバー９０では、ウイング板９１，９２の板厚ｔ１（ウイング板形成部の流路幅）が４．２ｍｍ、中央板９３の板厚ｔ２（中央板形成部の流路幅）が３．２ｍｍ、支板９４Ａ，９４Ｂの板厚ｔ３（支板形成部の流路幅）が２．２ｍｍである。このように流路幅は、ウイング板形成部、中央板形成部、支板形成部の順に狭くなるように設定しているため、サポートバー形成部での樹脂の流動は、ウイング板形成部、中央板形成部、支板形成部の順に発生し、樹脂は、ウイング板形成部と中央板形成部で充満された後、支板形成部で充満される。

特開平６−１１７４２９号公報

樹脂に含まれている強化繊維の長手方向が、各板の内部でその要求強度方向に一致した場合、強化繊維による強度を十分に得ることができる。サポートバー９０の座屈を防止する機能を有するウイング板９１，９２および中央支持板９３の場合、要求強度方向はサポートバーの長手方向であり、ウイング板９１，９２の倒れを防止する機能を有するリブ９４Ａ，９４Ｂの場合、要求強度方向は垂直方向である。

サポートバー９０の各部位の強度は、断面モーメント等に基づいて理論上得られるが、上記構成を有するサポートバー９０のリブ９４Ａ，９４Ｂについて検討したところ、リブ９４Ａ，９４Ｂでは、次のような製造上の不具合が生じる虞があることが判明した。

成形型のリブ形成部の流路幅が狭すぎると、そこの管路抵抗が大きくなり、ゲート側の下ウイング板形成部からリブ形成部への樹脂の流入が減少するため、ゲート側とは反対側の上ウイング板形成部からの樹脂の流入量が増加してしまう。そのため、上ウイング板形成部からの樹脂と下ウイング板形成部からの樹脂とが、リブ形成部の高さ方向中央部あるいはその近傍で合流するから、そこでウェルドフロー等の欠陥が生じる虞がある。この場合、樹脂の合流部において衝突等による乱流が生じると、強化繊維が乱流に巻き込まれ、各強化繊維の方向がランダムになる。このように強化繊維の要求強度方向への整列が困難となるため、リブ９４Ａ，９４Ｂの必要強度を確保することができない虞がある。特に、リブ９４Ａ，９４Ｂの垂直方向中心部は、発生応力が最大となる箇所であるから、上記問題は深刻である。

また、成形型のリブ形成部の流路幅が広すぎると、リブ９４Ａ，９４Ｂに微小ボイドが発生してしまい、リブ９４Ａ，９４Ｂの必要強度を確保することができない虞がある。さらに、リブ９４Ａ，９４Ｂの要求強度方向は垂直方向であるから、射出成形時にリブ形成部への樹脂の流入がウイング板形成部から行われることが望ましい。ところが、サポートバー形成部での樹脂の流動は、ウイング板形成部、中央支持板形成部、リブ形成部の順に発生するため、リブ形成部への樹脂の流入が中央支持板形成部からも行われる虞が大きく、その結果、リブ９４Ａ，９４Ｂの必要強度を確保することができない虞がある。

以上のように特にリブ９４Ａ，９４Ｂでは、必要強度を確保することができない虞がある。

したがって、本発明は、サポートバーにおけるウイング板および中央支持板の要求強度を確保することができるのはもちろんのこと、リブの要求強度を確保することができるスタビリンクを提供することを目的としている。

本発明のスタビリンクは、強化繊維を含有する樹脂を用いた射出成形により形成されるとともに、ハウジング同士を連結するためのサポートバーを備え、サポートバーは、上ウイング板、下ウイング板、中央支持板、および、複数のリブを有し、上ウイング板、下ウイング板、および、中央支持板は、サポートバーの長手方向に延在するとともに長手方向に垂直な断面においてＩ字状をなし、複数のリブは、上ウイング板と下ウイング板との間で互いが長手方向において離間するように設けられ、上ウイング板、下ウイング板、および、中央支持板では、強化繊維が長手方向に配向し、リブでは、強化繊維が垂直方向に配向し、上ウイング板および下ウイング板の長手方向中央部の長手方向配向率をＤ１（％）、リブの垂直方向中央部の垂直方向配向率をＤ２（％）、リブの垂直方向端部の垂直方向配向率をＤ３（％）とした場合、配向率Ｄ１〜Ｄ３は式（１）を満たすことを特徴とする。
Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３…式（１）

本願発明でのスタビリンクでの方向は、上ウイング板を上側に配置し、下ウイング板を下側に配置した場合に基づいて記載している。リブは、たとえば中央支持板の長手方向に平行な左右両面に形成されるから、リブの垂直方向中央部とは、中央支持板の左右両面のそれぞれに形成されるリブの垂直方向中央部のことである。

本願では、強化繊維の配向率を次のように定義している。ウイング板および中央支持板の場合、要求強度方向はサポートバーの長手方向であり、リブの場合、要求強度方向は垂直方向である。各部位について、要求強度方向に対する強化繊維の角度が−４５°以上４５°以下の範囲内にあれば、強化繊維は要求強度方向に配向していると定義している。以下では、このように要求強度方向に配向している強化繊維を、要求強度方向配向繊維と表記している。

配向率は、各部位の断面（要求強度方向に平行な断面）の所定領域内における全繊維本数に占める要求強度方向配向繊維本数の割合ＤＭ（＝要求強度方向配向繊維の本数／全ての繊維の本数）である。

総繊維本数のカウント方法としては、たとえばＳＥＭにより得られた断面観察写真において明るい部分を繊維としてカウントする手法を用いることができる。この場合、たとえば直線形状、楕円形状、円形状、およびそれらに近い形状の明るい部分を繊維としてカウントすることができる。直線形状および略直線形状の明るい部分については、所定長（たとえば０．１ｍｍ）を単位長ｕ（ｍｍ）として、その繊維の計測長がｖ（ｍｍ）の場合には、その本数Ｎをｖ／ｕとすることができる。この場合、本数Ｎについて、小数点以下を四捨五入することにより得ることができる。

要求強度方向配向繊維の本数のカウントでは、上記のようにカウントした全ての繊維のうち、要求強度方向に対する強化繊維の角度が−４５°以上４５°以下の範囲内にある繊維を要求強度方向配向繊維として、そのような繊維のうちアスペクト比が２^１／２以上である繊維をカウントしている。アスペクト比は、その明るい部分の幅方向の最大長に対するその明るい部分の長手方向の最大長（＝長手方向の最大長／幅方向の最大長）である。アスペクト比を２^１／２（≒１．４）に設定した理由は、たとえば図７（Ａ）に示す繊維について要求強度方向に対する角度が４５°である繊維について、要求強度方向に平行な断面で見た場合、図７（Ｂ）に示すようにその断面形状は楕円形状となり、そのアスペクト比が２^１／２（≒１．４）になるからである。

本発明のスタビリンクでは、サポートバーの材質として樹脂を用いているから、軽量化を図ることができるのはもちろんのこと、樹脂は強化繊維を含有し、サポートバーの各板で強化繊維の配向方向を次のように設定しているから、各板で強度を確保することができる。サポートバーの上ウイング板、下ウイング板、および、中央支持板では、強化繊維が、それら板の要求強度方向であるサポートバーの長手方向に配向し、リブでは、強化繊維が垂直方向に配向しているから、それら板の要求強度方向において強化繊維による強度を得ることができる。

ここで本発明のスタビリンクでは、ウイング板の長手方向中央部の長手方向配向率Ｄ１、リブの垂直方向中央部の垂直方向配向率Ｄ２、リブの垂直方向端部の垂直方向配向率Ｄ３は、は式（１）を満たしている。したがって、ウイング板では、長手方向中央部の長手方向配向率Ｄ１が全ての板のなかで最大に設定されているから、要求強度方向（長手方向）において強化繊維による強度を十分に得ることができる。その結果、サポートバーの長手方向に圧縮荷重がかかった場合、サポートバーが座屈するのを効果的に抑制することができる。リブでは、垂直方向中央部の垂直方向配向率Ｄ２が、垂直方向端部の垂直方向配向率Ｄ３よりも大きく設定されているから、要求強度方向（垂直方向）において強化繊維による強度を十分に得ることができる。その結果、ウイング板の倒れを効果的に抑制することができる。

本発明のスタビリンクは、種々の構成を用いることができる。各板の要求強度方向において強化繊維による強度を十分に得るために次のように配向率を設定することができる。たとえばリブの垂直方向中央部の垂直方向配向率Ｄ２は、５０％以上に設定されている態様を用いることができる。上ウイング板および下ウイング板の長手方向中央部の長手方向配向率Ｄ１は、６０％以上に設定されている態様を用いることができる。中央支持板の長手方向中央部の長手方向配向率Ｄ４は、６０％以上に設定されている態様を用いることができる。

特に、ウイング板および中央支持板では、それらの長手方向の全ての部分の強化繊維の配向方向が要求強度方向に一致している場合、強化繊維による強度を最大限得ることができる。リブでは、それらの垂直方向の全ての部分の強化繊維の配向方向が要求強度方向に一致している場合、強化繊維による強度を最大限得ることができる。その結果、上記効果をより効果的に得ることができる。

また、樹脂における強化繊維の含有量は２５〜６０重量％である態様を用いることができる。樹脂は、エンジニアリングプラスチックあるいはスーパーエンジニアリングプラスチックである態様を用いることができる。

上記のようなスタビリンクの製造方法は、樹脂をゲートから成形型のキャビティ内に注入して射出成形を行うことによりサポートバーを形成し、サポートバーの形成では、上ウイング板、下ウイング板、中央支持板を、サポートバーの長手方向に延在させるとともに長手方向に垂直な断面においてＩ字状をなすように形成し、複数のリブを、上ウイング板と下ウイング板との間で互いが長手方向において離間するように形成し、上ウイング板および下ウイング板の板厚をｔ１、中央支持板の板厚をｔ２、複数のリブの板厚をｔ３とした場合、板厚ｔ１，ｔ２，ｔ３は式（１）〜（３）を満たすようにする。
ｔ１＞ｔ２＞ｔ３…式（２）
０．７７≦ｔ２／ｔ１≦０．８５…式（３）
０．７７≦ｔ３／ｔ２≦０．８５…式（４）

上記のようなスタビリンクの製造方法では、本発明のスタビリンクのように各板の強化繊維の配向方向を要求強度方向に一致させ、ウイング板の長手方向中央部の長手方向配向率Ｄ１、リブの垂直方向中央部の垂直方向配向率Ｄ２、リブの垂直方向端部の垂直方向配向率Ｄ３が式（１）を満たすように樹脂の流動を制御するために、上ウイング板、下ウイング板、中央支持板、および、リブのそれぞれの板厚の関係式を設定している。

スタビリンクの製造で使用する成形型では、たとえばゲートから樹脂を注入すると、樹脂が、たとえばサポートバー形成部およびハウジング形成部を流動する。この場合、上ウイング板および下ウイング板の板厚ｔ１、中央支持板の板厚ｔ２、複数のリブの板厚ｔ３が式（２）を満たすようにハウジング形成部を通じたサポートバー形成部での樹脂の流動は、ウイング板形成部、中央支持板形成部、リブ形成部の順に発生し、樹脂は、ウイング板形成部と中央支持板形成部で充満された後、リブ形成部で充満される。

この場合、ウイング板がサポートバーの剛性向上に最も寄与する部位であるから、上ウイング板および下ウイング板の板厚を最も厚くする。たとえば成形型のキャビティのウイング板形成部側にゲートを設けた場合、樹脂をゲートからキャビティ内に注入すると、ウイング板形成部の長手方向に樹脂の流動が発生するから、ウイング板では、強化繊維の配向方向をサポートバーの長手方向に設定することができる。したがって、強化繊維の配向方向をウイング板の要求強度方向に一致させることができるから、強化繊維による強度を十分に得ることができる。

ここで上記スタビリンクの製造方法では、中央支持板の板厚をウイング板より薄く、かつリブよりも厚い板厚に設定することにより、Ｉ字状をなすウイング板および中央支持板をリブよりも優先的に形成することができる。この場合、たとえば成形型のキャビティの下ウイング板形成部側にゲートを設けると、下ウイング板形成部および中央支持板形成部では、樹脂の主流動（メインフロー）が発生し、ゲート側の下ウイング板形成部からの樹脂がリブ形成部へ流入する。このようにリブ形成部では、垂直方向上側へ向かう樹脂の流動を垂直方向下側へ向かう樹脂の流動よりも優先的に発生させることができる。

これにより、中央支持板形成部からリブ形成部への樹脂の流入を効果的に抑制することができるとともに、リブでは、発生応力が最大となる垂直方向の中心部およびその近傍部において、ウェルドフロー等の欠陥の発生を抑制することができるから、強化繊維の配向方向を垂直方向に設定することができる。したがって、強化繊維の配向方向をリブの要求強度方向に一致させることができるから、強化繊維による強度を十分に得ることができる。また、式（２）〜（４）を満たすように板厚ｔ１〜ｔ３を適宜設定することにより、射出成形中に微小ボイドの発生を防止することができる。

以上のようなウイング板、中央支持板、および、リブのそれぞれでの強化繊維の配向方向の要求強度方向への一致、および、式（１）を満たす配向率Ｄ１〜Ｄ３の設定は、式（２）〜（４）を満たすことにより、効果的に実現することができる。

上記スタビリンクの製造方法は、各種特性を向上させるために種々の構成を用いることができる。たとえば板厚ｔ１，ｔ２，ｔ３を２．０ｍｍ以上に設定する態様を用いることができる。たとえばサポートバーの長手方向断面において上ウイング板および下ウイング板の中央部とそれらの中央部に接続する２本のリブとで形成させる四角形の縦横比（＝横方向の長さ／縦方向の長さ）を０．８〜１．２の範囲内に設定する態様を用いることができる。

たとえば板厚ｔ１を３．０〜４．０ｍｍの範囲内に設定する態様を用いることができる。たとえばサポートバーの長手方向断面において上ウイング板および下ウイング板の端部とそれらの端部に接続する２本のリブとで形成させる四角形の縦横比（＝横方向の長さ／縦方向の長さ）を０．６以上に設定する態様を用いることができる。たとえばサポートバーの各板の境界部に形成される湾曲部の曲率半径の最小値を０．５〜１．０の範囲内に設定する態様を用いることができる。

本発明のスタビリンクあるいはその製造方法によれば、サポートバーにおけるウイング板および中央支持板の要求強度を確保することができるのはもちろんのこと、成形型での中央支持板形成部からリブ形成部への樹脂の流入を効果的に抑制することができるとともに、ウェルドフローや微小ボイド等の欠陥の発生を抑制することができるから、リブの要求強度を確保することができる等の効果を得ることができる。

車両の前車輪側の概略構成を表す斜視図である。 従来のスタビリンクの一例の概略構成を表す側断面図である。 従来のスタビリンクの他例の概略構成を表し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は紙面垂直方向の側断面図である。 本発明の一実施形態に係るスタビリンクの左側部分の概略構成を表す側断面図である。 本発明の一実施形態に係るスタビリンクにおいて一体成形されたハウジングとサポートバーの概略構成を表し、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は、（Ｂ）の５Ｃ−５Ｃ線の側断面図、（Ｄ）は、図５（Ｂ）に示す枠部Ｊ１で囲まれる部分の構成を表す拡大図である （Ａ），（Ｂ）は、図５（Ｂ）に示す枠部Ｊ１，Ｋ１で囲まれる部分の構成を表す拡大図である。 本発明のスタビリンクの配向率の定義を説明するための図であり、（Ａ）は要求強度方向に対する角度が４５°である強化繊維の具体例の断面、（Ｂ）は（Ａ）の要求強度方向における強化繊維の具体例の楕円断面を表す図である。 本発明の実施例のスタビリンクの外観を表し、（Ａ）の上側写真が斜視写真、（Ａ）の下側写真が側面写真、（Ｂ）は観察部分を説明するための拡大写真である。 図８（Ｂ）に示す下ウイング板（ゲート側ウイング板）の中央部（I部）の断面写真である。 図９に示す下ウイング板の中央部（Ｉ部）の拡大断面写真であり、（Ａ）は図９のＡ部（中央部左側）、（Ｂ）は図９のＢ部（中央部中心部）、（Ｃ）は図９のＣ部（中央部右側）の拡大断面写真である。 図８（Ｂ）に示すリブのII部およびその近傍部の断面写真である。 図１１に示すリブのII部の近傍部の各部位の拡大断面写真であり、（Ａ）は図１１のＤ部（下ウイング板のリブ側）、（Ｂ）は図１１のＨ部（上ウイング板のリブ側）の拡大断面写真である。 図１１に示すリブのII部の拡大断面写真であり、（Ａ）は図１１のＥ部（ゲート側端部）、（Ｂ）は図１１のＦ部（中央部）、（Ｃ）は図１１のＧ部（反対側端部）の拡大断面写真である。 図８（Ｂ）に示す中央支持板の中央部（III部）の断面写真である。 図１４に示す中央支持板の中央部（III部）の各部位の拡大断面写真であり、（Ａ）は図１４のＩ部（中央部左側）、（Ｂ）は図１４のＪ部（中央部中心部）、（Ｃ）は図１４のＫ部（中央部右側）の拡大断面写真である。 本発明の実施例のスタビリンクでの強化繊維を含有した樹脂の配向率と強度との関係を表すグラフである。

（１）スタビリンクの構成および製造手法
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図４は、本発明の一実施形態に係るスタビリンクの左側部分の概略構成を表す図、図５は、本発明の一実施形態に係るスタビリンクにおいて一体成形されたハウジングとサポートバーの概略構成を表す図である。本実施形態のスタビリンク１００では、図２のスタビリンク３と同様な構成には同符号を付し、その説明を省略している。

スタビリンク１００は、図４に示すようにボールスタッド１１０、ボールシート１２０、ハウジング１３０、および、ダストカバー１４０を備えている。スタビリンク１００のハウジング１３０同士は、サポートバー１４０により連結されている。

ボールスタッド１１０は、たとえば金属からなるとともに一体成形されたスタッド部１１１およびボール部１１２を有する。スタッド部１１１は、たとえばテーパ部３３、直線部３４、ねじ部３５、鍔部３６、および、凸部３７を有している。ボールシート１２０は、たとえばＰＯＭ（ポリアセタール）等の樹脂からなり、ボールスタッド１１０のボール部１１２を収容する。ボールシート１２０は、たとえばフランジ部４１および熱かしめ部１２１を有する。

ハウジング１３０は、ボールシート１２０を収容するボールシート収容部１３１を有する。ハウジング１３０の側面部は、たとえば上面が平坦である上端部１３２を有する。ハウジング１３０の底部には、孔部１３０Ａが形成されている。ボールシート１２０の熱かしめ部１２１は、ハウジング１３０の底部の孔部１３０Ａを通じて突出し、その先端部がハウジング１３０の下面部に係合している。ダストカバー１４０は固定部６１，６２を有する。

サポートバー１５０は、たとえば図５に示すようにハウジング１３０と一体成形されたバーであって、上ウイング板１５１、下ウイング板１５２、中央支持板１５３、および、リブ１５４Ａ〜１５４Ｆを有する。なお、サポートバー１５０の構成および成形手法は以下で詳述する。

このようなスタビリンク１００は、たとえば次のような製造手法により得られる。まず、たとえばダストカバー１４０の上側固定部６１をスタッドボール２０１の鍔部３６と凸部３７との間に当接させてその間で保持する。次いで、スタッドボール１１０のボール部１１２をボールシート１２０に圧入する。この場合、ダストカバー１４０の下側固定部６２をボールシート１２０のフランジ部４１の下面側に配置する。なお、ボールシート１２０は、後の工程で熱かしめ部１２１となるピン部を有する。

続いて、一体成形されたハウジング１３０とサポートバー１５０を準備し、ハウジング１３０のボールシート収容部１３１にボールシート１２０を圧入する。この場合、ダストカバー１４０の下側固定部６２は、ボールシート１２０のフランジ部４１とハウジング１３０の上端部１３２との間に狭持され、ボールシート１２０のピン部は、ハウジング１３０の孔部１３０Ａから外部へ突出する形態となる。次に、熱かしめ機を用い、ボールシート１２０のピン部を加熱により変形させて熱かしめ部１２１とする。これにより、ボールシート１２０がハウジング１３０に固定されることにより、図４に示すスタビリンク１００が得られる。

（２）サポートバーの構成および成形手法
ウイング板１５１，１５２、および中央支持板１５３は、たとえば図５に示すようにサポートバー１５０の長手方向に延在し、長手方向に垂直な断面においてＩ字状をなしている。中央支持板１５３は、サポートバー１５０の長手方向（ｘ方向に平行な方向）の全ての部分でウイング板を支持する機能を有する。中央支持板１５３の長手方向の左右両面のリブ１５４Ａ〜１５４Ｆは、ウイング板１５１，１５２間で互いが長手方向において離間するように設けられている。この場合、リブ１５４Ａ〜１５４Ｆは、たとえばウイング板１５１，１５２と同様、中央支持板１５３に対して幅方向（ｙ方向に平行な方向）に突出し、ウイング板１５１，１５２の倒れを抑制する機能を有する。

サポートバー１５０は、たとえばハウジング１３０と一体成形されるとともに、強化繊維を含有する樹脂からなる。樹脂の材質は、強度確保、軽量、および、耐候性向上を図るために、エンジニアリングプラスチックあるいはスーパーエンジニアリングプラスチックであることが好適である。エンジニアリングプラスチックとしては、たとえばＰＡ６６（ナイロン６６）、ＰＡ６（ナイロン６）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、および、ＰＯＭ（ポリアセタール）が挙げられる。強化繊維としては、たとえばグラスファイバー細繊維が挙げられる。

樹脂での強化繊維の含有量は、２５〜６０重量％であることが好適である。強化繊維による強度向上効果および高温（たとえば８０℃）での強度が常温（たとえば２３℃）のものに対して５０％以上とするために、上記含有量を２５重量％以上に設定することが好適である。他方、強化繊維の上記含有量が多くなると、成形で用いる射出成型機の寿命が低下するから、上記含有量は６０重量％以下に設定することが好適である。

上ウイング板１５１、下ウイング板１５２、および、中央支持板１５３では、強化繊維の配向方向はサポートバー１５０の長手方向に設定され、強化繊維がサポートバー１５０の長手方向に整列している。リブ１５４Ａ〜１５４Ｆでは、強化繊維の配向方向は垂直方向（ｚ方向に平行な方向）に設定されている。この場合、上ウイング板１５１および下ウイング板１５２の長手方向中央部の長手方向配向率Ｄ１（％）、リブ１５４Ａ〜１５４Ｆの垂直方向中央部の垂直方向配向率Ｄ２（％）、リブ１５４Ａ〜１５４Ｆの垂直方向端部の垂直方向配向率をＤ３（％）とした場合、配向率Ｄ１〜Ｄ３は式（１）を満たしている。
Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３…式（１）

上ウイング板１５１および下ウイング板１５２の長手方向中央部の長手方向配向率Ｄ１は、６０％以上に設定されていることが好適である。中央支持板１５３の長手方向中央部の長手方向配向率Ｄ４は、６０％以上に設定されていることが好適である。リブ１５４Ａ〜１５４Ｆの垂直方向中央部の垂直方向配向率Ｄ２は、５０％以上に設定されていることが好適である。

この場合、たとえばリブ１５４Ａ〜１５４Ｆ（図５（Ｄ）ではリブ１５４Ａのみ図示）のそれぞれにおいて、垂直方向配向率が５０％以上である領域が形成され、その領域の垂直方向長さｈ１の垂直方向全体長Ｈ１（リブの高さ）に対する割合は６０％以上に設定されていることが好適である。この場合、多くの強化繊維が垂直方向に配向しているリブの上記領域では、多くの強化繊維が長手方向に配向している中央支持板１５２との間に境界部が形成されていることが好適である。なお、長さｈ１の垂直方向中心は、各リブの垂直方向中心部に位置している。なお、図５（Ｄ）では、全体長Ｈ１の一例として、リブの板厚中央線での高さを示している。

ハウジング１３０およびサポートバー１５０は、それらに対応する形状をなすキャビティを有する成形型を用いた射出成形により得られる。成形型では、入れ駒等を用いることにより、キャビティ内に各部位の下記形成部を設ける。キャビティは、ハウジング１３０を形成するためのハウジング形成部、および、サポートバー１５０を形成するためのサポートバー形成部を有している。サポートバー形成部は、ウイング板１５１，１５２形成するためのウイング板形成部、中央支持板１５３を形成するための中央支持板形成部、および、リブ１５４Ａ〜１５４Ｆを形成するためのリブ形成部を有している。

上記のようなウイング板１５１，１５２、中央支持板１５３、および、リブ１５４Ａ〜１５４Ｆでの強化繊維の配向を実現するために、ウイング板１５１，１５２の板厚ｔ１（図５（Ｃ））、ウイング板形成部の流路幅に対応）、中央支持板１５３の板厚ｔ２（図５（Ｃ）、中央支持板形成部の流路幅に対応）、および、リブ１５４Ａ〜１５４Ｆの板厚ｔ３（図５（Ｂ）、リブ形成部の流路幅に対応）は、式（１）〜（３）を満たすことが必要である。
ｔ１＞ｔ２＞ｔ３…式（２）
０．７７≦ｔ２／ｔ１≦０．８５…式（３）
０．７７≦ｔ３／ｔ２≦０．８５…式（４）

キャビティ内に樹脂を注入するためのゲートの位置（図５（Ｂ），５（Ｄ）の符号Ｇ１に対応する位置）は、たとえば下ウイング板形成部の長手方向（ｘ方向に平行な方向）および幅方向（ｙ方向に平行な方向）の中心部に設定されている。なお、ゲート位置（図５（Ｄ））は、長手方向および幅方向の上記中心部に限定されるものではなく、たとえばウイング板形成部の符号ｇの部分の所定長さの範囲内に設定されていればよい。符号ｇ１の中心は、たとえば下ウイング板形成部の長手方向の中心部に位置している。

本実施形態では、成形型のキャビティへゲートから樹脂を注入すると、樹脂が、たとえばサポートバー形成部およびハウジング形成部を流動する。この場合、上ウイング板および下ウイング板の板厚ｔ１、中央支持板の板厚ｔ２、複数のリブの板厚ｔ３が式（２）を満たすようにハウジング形成部を通じたサポートバー形成部での樹脂の流動は、ウイング板形成部、中央支持板形成部、リブ形成部の順に発生し、樹脂は、ウイング板形成部と中央支持板形成部で充満された後、リブ形成部で充満される。

この場合、サポートバー形成部のウイング板形成部および中央支持板形成部では、樹脂の主流動（メインフロー）が発生し、Ｉ字状をなすウイング板１５１，１５２および中央支持板１５３がリブ１５４Ａ〜１５４Ｆよりも優先的に形成される。この場合、キャビティのウイング板形成部および中央支持板では、その長手方向に樹脂の流動が発生するから、ウイング板１５１，１５２および中央支持板１５３では、強化繊維の配向方向をサポートバーの長手方向に設定することができる。したがって、強化繊維の配向方向をウイング板１５１，１５２の要求強度方向に一致させることができるから、強化繊維による強度を十分に得ることができる。

ここで、下ウイング板形成部および中央支持板形成部では、樹脂の主流動（メインフロー）が発生すると、ゲート側の下ウイング板形成部からの樹脂がリブ形成部へ流入する。このようにリブ形成部では、垂直方向上側へ向かう樹脂の流動を垂直方向下側へ向かう樹脂の流動よりも優先的に発生させることができる。これにより、中央支持板形成部からリブ形成部への樹脂の流入を効果的に抑制することができるとともに、リブでは、発生応力が最大となる垂直方向の中心部およびその近傍部において、ウェルドフロー等の欠陥の発生を抑制することができるから、強化繊維の配向方向を垂直方向に設定することができる。したがって、強化繊維の配向方向をリブの要求強度方向に一致させることができるから、強化繊維による強度を十分に得ることができる。また、式（２）〜（４）を満たすように板厚ｔ１〜ｔ３を適宜設定することにより、射出成形中に微小ボイドの発生を防止することができる。

以上のようなウイング板１５１，１５２、中央支持板１５３、および、リブ１５４Ａ〜１５４Ｆのそれぞれでの強化繊維の配向方向の要求強度方向への一致、および、式（１）を満たす配向率Ｄ１〜Ｄ３の設定は、式（２）〜（４）を満たすことにより、効果的に実現することができる。

特に、リブ１５４Ａ〜１５４Ｆの垂直方向中央部の垂直方向配向率Ｄ２は５０％以上に設定されている場合、リブ１５４Ａ〜１５４Ｆにおいて強化繊維による強度をさらに得ることができる。上ウイング板１５１および下ウイング板１５２の長手方向中央部の長手方向配向率Ｄ１は６０％以上に設定されている場合、ウイング板１５１，１５２において強化繊維による強度をさらに得ることができる。中央支持板１５３の長手方向中央部の長手方向配向率Ｄ４は、６０％以上に設定されている場合、中央支持板１５３において強化繊維による強度をさらに得ることができる。

以上のような射出成形では、サポートバー１５０の性能向上のために以下の条件を満たすことが好適である。サポートバー１５０の成形性（樹脂の流動性）を確保するために、板厚ｔ１〜ｔ３を２．０ｍｍ以上に設定することが好適である。

リブ１５４Ａ〜１５４Ｆの間隔について、以下のように設定することが好適である。

図３に示す従来のスタビリンク５では、上ウイング板９１および下ウイング板９２の板厚中央線およびリブ９４Ａ，９４Ｂの板厚中央線で囲まれる四角形では、リブ９４Ａ，９４Ｂの間隔がウイング板９１，９２の間隔よりも大き過ぎると、ウイング板９１，９２が、長手方向中央部近傍を中心として倒れる（歪む）虞がある。たとえばスタビリンク５では、ウイング板９１，９２の縦方向間隔をｌ１、リブ９４Ａ，９４Ｂの横方向間隔をｌ２とすると、間隔比（＝横方向間隔ｌ２／縦方向間隔ｌ１）が、２．５程度であるため、ウイング板９１，９２がリブ９４Ａ，９４Ｂの間で倒れる虞が大きい。

これに対して本実施形態では、リブ１５４Ａ〜１５４Ｆを、ウイング板１５１，１５２間で互いが長手方向において等しく離間するように設けているが、この場合、リブ１５４Ａ〜１５４Ｆについて以下の態様が好適である。

たとえば図６（Ａ）に示すようにサポートバー１５０の長手方向断面においてウイング板１５１，１５２の中央部とそれらの中央部に接続する２本のリブ１５４Ａ，１５４Ａとで四角形を形成した場合、その四角形の縦横比（＝横方向の長さｓ２／縦方向の長さｓ１）を０．８〜１．２の範囲内に設定することが好適である。なお、図６（Ａ）の破線は、各板の板厚中央線であり、長さｓ１は、リブ１５４Ａの板厚中央線とウイング板１５１，１５２の板厚中央線との交点同士の間隔、長さｓ２は、リブ１５４Ａ，１５４Ａの板厚中央線同士の間隔である。

上記四角形では、縦横比が１．０に近づく程、ウイング板１５１，１５２が倒れ難くなる。サポートバー１５０では、たとえば座屈荷重を受けたときに最も応力が高くなる部位が中央部であるから、そこでの四角形の縦横比は重要である。他方、リブ１５４Ａ，１５４Ａ同士の間隔を短くし過ぎると、成形型の構成が複雑になってしまう。それら不具合を抑制するためには、上記縦横比の範囲が好適である。

サポートバー１５０の端部側では、座屈応力は低いから、リブ同士の間隔を大きく設定してもよい。この場合、たとえば図６（Ｂ）に示すサポートバー１５０の長手方向断面においてウイング板１５１，１５２の端部とそれらの端部に接続する２本のリブ１５４Ｅ，１５４Ｆとで四角形を形成した場合、その四角形の縦横比（＝横方向の長さｓ４／縦方向の長さｓ３）を０．６以上に設定することが好適である。なお、図６（Ｂ）の破線は、各板の板厚中央線であり、長さｓ３は、リブ１５４Ｅ，１５４Ｆの板厚中央線とウイング板１５１，１５２の板厚中央線との交点同士の間隔、長さｓ４は、リブ１５４Ｅ，１５４Ｆの板厚中央線同士の間隔である。

ウイング板１５１，１５２の板厚ｔ１を３．０〜４．０ｍｍの範囲内に設定することが好適である。ウイング板１５１，１５２の板厚ｔ１は厚過ぎると、射出成形中に微小ボイドの発生等が起こり、強化繊維が発揮可能な本来の強度が得られない虞があり、かつ軽量化を十分に図ることが困難である。そのような不具合を解消するために板厚ｔ１を４．０ｍｍ以下に設定することが好適である。また成形性（樹脂の流動性）をより効果的に確保するために板厚ｔ１を３．０ｍｍ以下に設定することが好適である。

サポートバー１５０の各板の境界部に形成される湾曲部なかで曲率半径が最小となる部分の曲率半径は０．５〜１．０の範囲内に設定されていることが好適である。この態様では、樹脂の流動がスムーズに行われるから、各板で強化繊維を要求強度方向に整列にさせることができる。

以下、具体的な実施例を参照して本発明の実施形態をさらに詳細に説明する。実施例では、実施の形態の製造方法を用いて図８（Ａ）に示すスタビリンクを得た。スタビリンクの製造では、樹脂としてナイロン６あるいはナイロン６６を用い、樹脂に含有させる強化繊維としてグラスファイバー細繊維を用いた。樹脂における強化繊維の含有量は３０〜６０重量％に設定した。

このように得られたスタビリンクについて、ＳＥＭを用いて、図８（Ｂ）に示すようにサポートバーの長手方向中央部分の下ウイング板（ゲート側のウイング板）の長手方向部分（I部）、リブ（図５（Ｂ）の符号１５４Ａに対応）のII部およびその近傍部の垂直方向部分、および、中央支持板の長手方向部分（III部）の断面観察を行った。その結果を図９〜１５に示す。

なお、図９〜１５では、ウイング板の上下関係は、実施形態と同様、ゲート側を下側とし、ゲート側とは反対側を上側としており、その上下とは逆になっている。横方向はサポートバーの長手方向、縦方向はサポートバーの垂直方向に対応しており、写真中の明るい部分が強化繊維を示している。以下では、各板の所定部分について、強化繊維の配向率を示しているが、その測定手法は、本願の［００２１］〜［００２４］に記載の手法を用いた。この場合、各写真の中心部分の０．５ｍｍ角（０．５ｍｍ×０．５ｍｍの領域）での配向率を調べた。図１６は、強化繊維を含有した樹脂の配向率と強度との関係を表すグラフであり、配向率が１００％である場合は、全ての強化繊維について、要求強度方向に対する角度が−４５°以上４５°以下の範囲内にある場合である。

図９は、下ウイング板のI部（図８（Ｂ））の断面観察結果を表し、図１０（Ａ）〜１０（Ｃ）は、図９のＡ部〜Ｃ部の拡大断面観察結果を表している。下ウイング板のI部は、図１０（Ａ）〜１０（Ｃ）から判るように、主な強化繊維の配向方向は横方向（長手方向）であった。図１０（Ｂ）に示される下ウイング板のＩ部のＢ部（中心部）の長手方向配向率（Ｄ１）は、６９．２％であり、強度は９２．３％であった。

図１１は、リブのII部およびその近傍部（図８（Ｂ））の断面観察結果を表し、図１２（Ａ）〜１３（Ｃ）は、図１１のＤ部，Ｈ部，Ｅ部〜Ｇ部の拡大断面観察結果を表している。図１１のＤ部は下ウイング板のリブ側部分、図１１のＨ部は上ウイング板のリブ側部分であり、図１１のＥ部〜Ｇ部は、リブの下ウイング板側端部（ゲート側端部）、リブの垂直方向中央部、リブの上ウイング板側端部（反対側端部）である。下ウイング板のＤ部（リブ側部分）および上ウイング板のＨ部（リブ側部分）の強化繊維の配向方向は縦方向（垂直方向）ではなかったのに対して、リブの下ウイング板側端部（Ｅ部）、リブのＦ部（垂直方向中央部）、および、リブのＧ部（上ウイング板側端部）は、図１３（Ａ）〜１３（Ｃ）から判るように、主な強化繊維の配向方向は縦方向（垂直方向）であった。特に、リブのＥ部（下ウイング板側端部）およびリブのＧ部（上ウイング板側端部）では、リブのＦ部（垂直方向中央部）に近い程、強化繊維が縦方向（垂直方向）に配向している傾向が強かった。

図１３（Ｂ）に示されるリブの垂直方向中央部（Ｆ部）の垂直方向配向率（Ｄ２）は５５％、強度は８８．８％であった。図１３（Ａ）に示されるリブの下ウイング板側端部（Ｅ部）の垂直方向配向率（Ｄ３）は１６％、強度は７８．８％であった。図１２（Ａ）に示される下ウイング板のリブ側部分（Ｄ部）の垂直方向配向率は６％、強度は７６．６％であった。

図１４は、中央支持板のIII部（図８（Ｂ））の断面観察結果を表し、図１５（Ａ）〜１５（Ｃ）は、図１４のＩ部〜Ｋ部の拡大断面観察結果を表している。中央支持板のIII部は、図１５（Ａ）〜１５（Ｃ）から判るように、主な強化繊維の配向方向は横方向（長手方向）であった。図１５（Ｂ）に示される中央支持板のＩ部のＪ部（中心部）の長手方向配向率（Ｄ４）は、６８％であり、強度は９１．７％であった。

以上のように本実施例では、上ウイング板、下ウイング板、および、中央支持板では、強化繊維が主に長手方向に配向し、リブでは、強化繊維が主に垂直方向に配向していることを確認した。この場合、下ウイング板の長手方向中心部（Ｂ部）の長手方向配向率Ｄ１（％）、リブの垂直方向中心部（Ｆ部）の垂直方向配向率をＤ２、リブの垂直方向端部（Ｅ部）の垂直方向配向率をＤ３とした場合、配向率Ｄ１〜Ｄ３は式（１）を満たすことを確認した。

この場合、リブの垂直方向中心部（Ｆ部）の垂直方向配向率Ｄ２を５０％以上に設定することができ、下ウイング板の長手方向中心部（Ｂ部）の長手方向配向率Ｄ１を６０％以上に設定することができ、中央支持板の長手方向中心部（Ｊ部）の長手方向配向率Ｄ４を６０％以上に設定することができることを確認した。

１００…スタビリンク、１１０…ボールスタッド、１１１…スタッド部、１１２…ボール部、１２０…ボールシート、１３０…ハウジング１３０、１３１…ボールシート収容部、１３２…上端部、１４０…ダストカバー、１５０…サポートバー、１５１…上ウイング板、１５２…下ウイング板、１５３…中央支持板、１５４Ａ〜１５４Ｆ…リブ、Ｇ１…ゲートに対応する位置、ｔ１…ウイング板の板厚、ｔ２…中央支持板の板厚、ｔ３…リブの板厚

Claims (1)

1. 強化繊維を含有する樹脂を用いた射出成形により形成されるとともに、ハウジング同士を連結するためのサポートバーを備え、
   前記サポートバーは、上ウイング板、下ウイング板、中央支持板、および、複数のリブを有し、
   前記上ウイング板、前記下ウイング板、および、前記中央支持板は、前記サポートバーの長手方向に延在するとともに前記長手方向に垂直な断面においてＩ字状をなし、前記複数のリブは、前記上ウイング板と前記下ウイング板との間で互いが前記長手方向において離間するように設けられ、
   前記上ウイング板、前記下ウイング板、および、前記中央支持板では、前記強化繊維が前記長手方向に配向し、前記リブでは、前記強化繊維が垂直方向に配向し、
   前記上ウイング板および前記下ウイング板の長手方向中央部の長手方向配向率をＤ１（％）、前記リブの垂直方向中央部の垂直方向配向率をＤ２（％）、前記リブの垂直方向端部の垂直方向配向率をＤ３（％）とした場合、配向率Ｄ１〜Ｄ３は式（１）を満たすことを特徴とするスタビリンク。
   Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３…式（１）

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