JP6447466B2 - 車両用サスペンションアームの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、筒状のアーム本体を備えた車両用サスペンションアームの製造方法に関する。

車両軽量化、および、コスト低減を目的として、中空パイプなどの筒状体部材を用いたサスペンションアームが知られている。例えば、特許文献１には、中空パイプからなるアーム本体の先端を扁平にプレスして扁平部を形成し、この扁平部に、バーリング加工によってゴムブッシュと連結する円筒状フランジが設けられたサスペンションアームが提案されている。

特開平８−２５９２９号公報

しかしながら、特許文献１に提案されたサスペンションアームは、アーム本体の先端が解放されているため、泥や水が内部に侵入して錆を誘発するおそれがある。

本発明の目的は、上記問題に対処するためになされたもので、筒状体部材を用いたアーム本体の先端から泥や水が侵入しないようにすることにある。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、
離隔をあけて互いに向かい合う第１平板部（１１）と第２平板部（１２）とが少なくとも先端領域に形成された筒状体であるアーム本体（１０）を備え、前記アーム本体の先端領域に形成された第１平板部と第２平板部とを貫通して連結部材（ＣＭ）を固定するための円孔および前記円孔の周囲に円筒状フランジ（６０ａ，６０ｂ）が形成された車両用サスペンションアームの製造方法において、
前記第１平板部と前記第２平板部とを、Ｕ字開口（３０ａ，３０ｂ）が前記アーム本体の先端側に向くように、互いに同じ形状であるＵ字形状にカットする第１工程と、
前記第１平板部と前記第2平板部との間に前記Ｕ字開口の形状を規制するリング状治具（ＲＪ）を配置した状態で、前記アーム本体における前記Ｕ字状にカットされた部分の両側に存在する両側端部（２０ａ，２０ｂ）を円弧状に曲げる曲げ加工を行って前記両側端部の先端を互いに突き合わせ、前記突き合わされた部分（５０）を溶接することにより、前記第１平板部と前記第２平板部とに互いに向かい合う円孔（４０ａ，４０ｂ）を形成する第２工程と、
前記第１平板部と前記第２平板部とに形成された円孔の周囲をバーリング加工して、前記円筒状フランジ（６０ａ，６０ｂ）を形成する第３工程と
を含むことにある。

本発明は、離隔をあけて互いに向かい合う第１平板部と第２平板部とが少なくとも先端領域に形成された筒状体であるアーム本体を備えた車両用サスペンションアームの製造方法である。この車両用サスペンションアームは、アーム本体の先端領域に形成された第１平板部と第２平板部とを貫通して連結部材を固定するための円孔および円孔の周囲に円筒状フランジが形成される。

本発明の車両用サスペンションアームの製造方法では、第１工程において、第１平板部と第２平板部とが、互いに同じ形状であるＵ字形状にカットされる。この場合、Ｕ字開口がアーム本体の先端側に向くように決められている。ここで、「Ｕ字開口がアーム本体の先端側に向くように」とは、「Ｕ」文字の解放されている方向（文字の切りかかれている部分の方向）をＵ字開口の向きとして、そのＵ字開口の向きがアーム本体１０の先端側に向くという意味である。

第２工程においては、第１平板部と第2平板部との間にＵ字開口の形状を規制するリング状治具を配置した状態で、アーム本体におけるＵ字状にカットされた部分の両側に存在する両側端部が、曲げ加工によって円弧状に曲げられ、両側端部の先端が互いに突き合わさられる。そして、この突き合わされた部分が溶接される。これにより、第１平板部と第２平板部とには、互いに向かい合う円孔が形成される。

第３工程においては、第１平板部と第２平板部とに形成された円孔の周囲がバーリング加工される。これにより、円筒状フランジが形成される。この円筒フランジには、連結部材が固定される。例えば、連結部材は、ボールジョイントあるいはブッシュである。従って、連結部材の外筒を円筒フランジに密着させてはめ込むことによって、アーム本体は、密閉される。この結果、本発明によれば、軽量化、低コストを図りつつ、アーム本体内に泥や水が侵入することを防止することができる。

尚、上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係るサスペンションアームの先端の斜視図である。 サスペンションアームに連結部材が圧入されている状態を表す断面図である。 サスペンションアームの製造方法を表す工程図である。 第２工程における加工方法を表す説明図である。 第３工程におけるバーリング加工方法を表す説明図（断面図）である。 円筒状フランジの変形例を表す断面図である。 第３工程における変形例としてのバーリング加工方法を表す説明図（断面図）である。

以下、本発明の一実施形態に係る車両用サスペンションアームの製造方法について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態の車両用サスペンションアーム１（以下、単にサスペンションアーム１と呼ぶ）における片側先端の斜視図である。本実施形態のサスペンションアーム１は、例えば、車輪を回転可能に支持するフロントナックル、あるいは、リアキャリアに連結部材を介して連結されるサスペンションアームである。

サスペンションアーム１は、筒状体であるアーム本体１０を備える。このアーム本体１０は、例えば、両端が解放された所定長の円筒鋼管であって、その両側の先端領域が、径方向にプレスされて扁平形状となっている。先端領域とは、アーム本体１０の先端から、アーム本体１０の軸方向に所定距離内側位置までの範囲をいう。尚、アーム本体１０は、先端領域だけでなく、長手方向全体にわたって径方向にプレスされて扁平形状に形成されていてもよい。アーム本体１０は、両側の先端領域であって、この扁平形状となっている部分に連結部材ＣＭ（ボールジョイント、あるいは、ブッシュでもよい）を固定するための連結固定部１００が形成される。

本実施形態のサスペンションアームの製造方法は、この連結固定部１００の形成方法に特徴がある。アーム本体１０は、その両側の先端領域において、それぞれ連結固定部１００が形成されるが、それら２つの連結固定部１００は、互いに同様な構成であるため、以下、その一方側についてのみ説明する。以下、アーム本体１０について説明するが、その説明は、アーム本体１０における扁平形状に形成されている部分に関する。

アーム本体１０は、図３（ａ）に示すように、離隔をあけて互いに向かい合う第１平板部１１および第２平板部１２と、第１平板部１１と第２平板部１２とを互いに一体的に繋ぐ側板であって外側に向かって丸みを帯びて湾曲した第１湾曲板部１３および第２湾曲板部１４とによって囲まれた筒状に形成されている。第１平板部１１および第２平板部１２は、平坦な面を有する板部であるが、必ずしも完全な平坦面を有する必要はなく、実質的に連結部材を取り付けるのに支障のない略平坦な面を有していればよい。サスペンションアーム１の製造にあたっては、このように少なくとも先端領域が扁平に形成された筒状（中空）のアーム本体１０が用いられる。

以下、第１平板部１１が形成されている方向を上、第２平板部１２が形成されている方向を下、第１湾曲板部１３が形成されている方向を左、第２湾曲板部１４が形成されている方向を右として説明する。もちろん、サスペンションアーム１は、車両に装着されている状態においては、色々な向きに向けられるため、各板部１１，１２，１３，１４が上記の方向に向くというものではない。

＜第１工程＞
第１工程は、図３（ｂ）に示すように、アーム本体１０の先端における第１平板部１１と第２平板部１２とを、Ｕ字開口がアーム本体１０の先端側に向くように、互いに同じ形状であるＵ字形状にカットする工程である。この第１工程においては、例えば、レーザ加工機を用いたレーザ切断などによって実施されるが、他の切断加工方法を利用することもできる。

以下、アーム本体１０の先端におけるＵ字状にカットされた部分の左右両側に残された部分を両側端部２０ａ，２０ｂと呼ぶ。ここでは、アーム本体１０の先端の左側に残された部分を符号２０ａで表し、右側に残された部分を符号２０ｂで表す。また、Ｕ字形状にカットされた部分をＵ字開口３０ａ，３０ｂと呼ぶ。ここでは、第１平板部１１に形成されたＵ字開口を符号３０ａで表し、第２平板部１２に形成されたＵ字開口を符号３０ａで表す。

このＵ字開口３０ａ，３０ｂは、それぞれ、半径ｒ０の半円状にカットされた半円カットライン３１ａ，３１ｂと、半円カットライン３１ａ，３１ｂの両端からアーム本体１０の先端に向かって、アーム本体１０の軸と平行にカットされた直線カットライン３２ａ，３２ｂとから囲まれる領域となる。

＜第２工程＞
第２工程においては、図３（ｃ）に示すように、アーム本体１０における両側端部２０ａ，２０ｂをそれぞれ円弧状に曲げる曲げ加工を行って、両側端部２０ａ，２０ｂの先端を互いに突き合わせ、その突き合わされた部分５０を溶接することにより、第１平板部１１と第２平板部１２とに互いに向かい合う円孔４０ａ，４０ｂを形成する工程である。

この第２工程を実施するにあたって、図４（ａ）に示すように、第１平板部１１と第２平板部１２との間に、リング状治具ＲＪが配置される。リング状治具ＲＪは、内径ｄｒ（直径）がＵ字開口３０ａ，３０ｂの半径ｒ０の２倍よりも大きい（ｄｒ＞２ｒ０）リング体であって、厚さが第１平板部１１と第２平板部１２との離隔と同じ寸法に形成されている。また、リング状治具ＲＪは、その軸心が、Ｕ字開口３０ａ，３０ｂにおける半円カットライン３１ａ，３１ｂを形成する半円の中心（半円カットライン３１ａ，３１ｂにおけるどの点からも距離が等しい点）と一致するように配置される。尚、内径ｄｒは、後述するバーリング加工によって形成される円筒状フランジ６０ａ，６０ｂの外径と同じ、あるいは、それよりもやや大きな寸法に設定される。

更に、アーム本体１０は、図４（ｂ）に示すように、リング状治具ＲＪが所定位置に配置された後、アーム本体１０の上下に配置された押さえ型ＨＪ（図面には、アーム本体の上方に配置された押さえ型のみを示しているが、アーム本体１０の下方にも押さえ型が配置されている）により上下方向に狭圧される。これにより、リング状治具ＲＪは、アーム本体１０内の所定位置で位置決めされる。

この状態で、図４（ｂ）に示すように、アーム本体１０の両側端部２０ａ，２０ｂの左右に配置された曲げ金型ＢＪ（図面には、両側端部の右側に配置された曲げ金型のみを示しているが、両側端部の左側にも曲げ金型（右側の曲げ金具と左右対称の形状）が配置されている）を互いに接近する方向に移動させて、２つの曲げ金型ＢＪによって両側端部２０ａ，２０ｂを左右から狭圧する。左右の曲げ金型ＢＪには、両側端部２０ａ，２０ｂが嵌り込み、かつ、両側端部２０ａ，２０ｂの曲げ形状（円弧形状）を決める窪みＢＪＨが形成されている。これにより、アーム本体１０の両側端部２０ａ，２０ｂは、それぞれアーム本体１０の中心方向に向かって円弧形状に曲げられるとともに、その先端が互いに突き合わせられる。両側端部２０ａ，２０ｂの先端が突き合せられた部分を、以下、突き合わせ部分５０と呼ぶ。

曲げ金型ＢＪの窪みＢＪＨは、アーム本体１０の両側端部２０ａ，２０ｂの先端が互いに突き合せられたときに、Ｕ字開口３０ａ，３０ｂの形状が、半径ｒ０の円孔４０ａ，４０ｂに変わるような形状に設定されている。また、リング状治具ＲＪは、その外周形状が両側端部２０ａ，２０ｂの曲げ加工を邪魔しないように形成されており、両側端部２０ａ，２０ｂの先端が互いに突き合せられた状態において、両側端部２０ａ，２０ｂの裏側面と接触する。

このように、アーム本体１０を押さえ型ＨＪで上下方向に狭圧した状態で、曲げ金型ＢＪによってアーム本体１０の両側端部２０ａ，２０ｂの曲げ加工を行うため、両側端部２０ａ，２０ｂにおける板面に、ひずみが発生することを抑制することができる。

続いて、図４（ｃ）に示すように、突き合わせ部分５０が溶接される。この場合、左右の曲げ金型ＢＪによって両側端部２０ａ，２０ｂが押圧されている状態で溶接されることが好ましい。

この第２工程によって、解放されていたアーム本体１０の先端が閉塞されるとともに、第１平板部１１と第２平板部１２とに、それぞれ円孔４０ａ，４０ｂが形成される。

＜第３工程＞
第３工程は、図３（ｄ）に示すように、第１平板部１１と第２平板部１２とに形成された円孔４０ａ，４０ｂの周囲をバーリング加工して、円筒状フランジ６０ａ，６０ｂを形成する工程である。

この第３工程を実施するにあたって、図５に示すように、アーム本体１０内にリング状治具ＲＪが配置された状態で、円孔４０ａの上方に配置した上パンチＵＰと、円孔４０ｂの下方に配置した下パンチＬＰとを、それぞれ矢印方向に移動させる。これにより、２つの円孔４０ａ，４０ｂの径が拡がるとともに、その拡径した円孔７０ａ，７０ｂの周囲に、円筒状フランジ６０ａ，６０ｂ（円筒壁）が同時に形成される。この場合、リング状治具ＲＪによって、第１平板部１１と第２平板部１２とにおける非所望の変形を防止することができる。この例では、２つの円筒状フランジ６０ａ，６０ｂが、アーム本体１０の内側に向けて立ち上がるように形成される。円筒状フランジ６０ａ，６０ｂは、図２に示すように、連結部材ＣＭ（この例では、ボールジョイント）が圧入固定される部位となる。

このように円筒状フランジ６０ａ，６０ｂを形成した場合には、図６（ａ）に示すように、連結部材ＣＭが固定される軸方向の寸法である圧入長ｄは、アーム本体１０の上下方向の厚さｈを超えることができない。このため、圧入長ｄを厚さｈよりも大きくする必要がある場合には、図６（ｂ）に示すように、円筒状フランジ６０ａ，６０ｂの立ち上がり方向を、第１平板部１１と第２平板部１２とにおいて同一にすればよい。

例えば、図７に示すように、アーム本体１０を、円筒孔が形成された固定ダイＤＪ上に配置した状態で、アーム本体１０の上方に配置した上パンチＵＰを矢印方向に移動させる。これにより、２つの円孔７０ａ，７０ｂの周囲に、互いに同じ方向に立ち上がった円筒状フランジ６０ａ，６０ｂを同時に形成することができる。

尚、バーリング加工は、リング状治具ＲＪをアーム本体１０に挿入した状態で行われる。このため、リング状治具ＲＪは、最終的にアーム本体１０に残ったままとなる。しかし、リング状治具ＲＪは、円筒状フランジ６０ａ，６０ｂによって移動規制されるため、ガタ等は生じなく問題はない。尚、図２においては、リング状治具ＲＪの記載を省略している。

こうしてサスペンションアーム１が完成する。サスペンションアーム１においては、円筒状フランジ６０ａ，６０ｂに、連結部材ＣＭ（ボールジョイントあるいはブッシュ）が圧入される。この場合、図２に示すように、連結部材ＣＭの外筒ＣＭＴが円筒状フランジ６０ａ，６０ｂに密着するため、中空のアーム本体１０は密閉される。この結果、本実施形態のサスペンションアームの製造方法によれば、簡単な製造方法によって、軽量化を維持しつつ、アーム本体１０内に泥や水が侵入することを防止することができる。

以上、本実施形態の車両用サスペンションアームの製造方法について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

１…サスペンションアーム、１０…アーム本体、１１…第１平板部、１２…第２平板部、１３…第１湾曲板部、１４…第２湾曲板部、２０ａ，２０ｂ…両側端部、３０ａ，３０ｂ…Ｕ字開口、４０ａ，４０ｂ…円孔、５０…突き合わせ部分、６０ａ，６０ｂ…円筒状フランジ、７０ａ，７０ｂ…円孔、１００…連結固定部、ＣＭ…連結部材、ＨＪ…押さえ型、ＲＪ…リング状治具、ＢＪ…曲げ金型、ＤＪ…固定ダイ、ＬＰ…下パンチ、ＵＰ…上パンチ。

Claims (1)

1. 離隔をあけて互いに向かい合う第１平板部と第２平板部とが少なくとも先端領域に形成された筒状体であるアーム本体を備え、前記アーム本体の先端領域に形成された第１平板部と第２平板部とを貫通して連結部材を固定するための円孔および前記円孔の周囲に円筒状フランジが形成された車両用サスペンションアームの製造方法において、
   前記第１平板部と前記第２平板部とを、Ｕ字開口が前記アーム本体の先端側に向くように、互いに同じ形状であるＵ字形状にカットする第１工程と、
   前記第１平板部と前記第2平板部との間に前記Ｕ字開口の形状を規制するリング状治具を配置した状態で、前記アーム本体における前記Ｕ字状にカットされた部分の両側に存在する両側端部を円弧状に曲げる曲げ加工を行って前記両側端部の先端を互いに突き合わせ、前記突き合わされた部分を溶接することにより、前記第１平板部と前記第２平板部とに互いに向かい合う円孔を形成する第２工程と、
   前記第１平板部と前記第２平板部とに形成された円孔の周囲をバーリング加工して、前記円筒状フランジを形成する第３工程と
   を含む車両用サスペンションアームの製造方法。

Images