JP6482159B2 - 連結部材 - Google Patents

Description

本発明は２つのブッシュを連結する連結部材に関し、特に強度および剛性を確保できる連結部材に関するものである。

従来から、連結部材の両端にブッシュを取り付けた防振装置が知られている。部品点数を減らすため、１枚の金属板を部分的に塑性加工して連結部材を成形する技術がある（特許文献１）。特許文献１に開示される技術では、ブッシュは連結部材の両端に形成された孔部にそれぞれ圧入される。

特開２００３−２０６９９１号公報

しかしながら上述した従来の技術では、連結部材の軸方向（長手方向）に作用する荷重により経時的に孔部の外周に割れが発生するおそれがあり、強度および剛性が低下するおそれがある。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、強度および剛性を確保できる連結部材を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段および発明の効果

この目的を達成するために請求項１記載の連結部材によれば、第１ブッシュが圧入される第１孔部が第１端部に形成され、第２ブッシュが圧入される第２孔部が第２端部に形成される。連結部材は、第１端部と第２端部とを連結する連結部、第１端部および第２端部が、１枚の金属板を部分的に塑性加工して形成される。第１端部は、第１孔部の内周面を構成する筒部により第１ブッシュを圧接する。筒部の軸方向の一方側に連続して設けられる環状部が、連結部に接続される接続部を除いて、筒部から径方向の外側へ延び、環状部の径方向の外側に連続して設けられる壁部が、軸方向の他方側へ延びる。第１孔部の中心軸線と直交する面に第１端部を投影した投影面において、先端部は、接続部の周方向の中心と中心軸線とを通る第１直線と交わる筒部の内周面から壁部の外周面までの第１直線上の第１距離が最も長く、中心軸線を通る第２直線と第１直線とのなす角が大きくなるにつれて、第２直線と交わる筒部の内周面から壁部の外周面までの第２直線上の第２距離が第１距離より次第に短くなる。先端部は第１端部の強度を向上させ、連結部材の軸方向の引張力が第１端部に作用するときの応力を分散させる。よって、第１端部の強度および剛性を確保できる効果がある。

請求項２記載の連結部材によれば、筒部の縁端が拡径される拡径部により、第１ブッシュを圧接する筒部の強度、及び、ねじり方向やこじり方向の荷重に対する剛性を向上できる。よって、請求項１の効果に加え、筒部の強度および剛性を向上できる効果がある。

請求項３記載の連結部材によれば、壁部の縁端が外方へ張り出すフランジ部により、請求項１又は２の効果に加え、ねじり方向やこじり方向の荷重に対する第１端部の剛性を向上できる効果がある。

請求項４記載の連結部材によれば、連結部は本体部が接続部に接続され、本体部に対して曲げられる一対の側板部が壁部に接続される。本体部は、一対の側板部と交差する方向に凹状の曲率をもつ湾曲部が形成されるので、請求項１から３のいずれかの効果に加え、連結部の剛性を向上できる効果がある。

（ａ）は本発明の一実施の形態における連結部材を上面側から見た連結部材の斜視図であり、（ｂ）は底面側から見た連結部材の斜視図である。 （ａ）は連結部材の平面図であり、（ｂ）は連結部材の左側面図であり、（ｃ）は連結部材の底面図である。 （ａ）は図２（ａ）のＩＩＩａ−ＩＩＩａ線における連結部材の断面図であり、（ｂ）は図２（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線における連結部材の断面図である。 （ａ）は絞り加工後の金属板の断面図であり、（ｂ）は穴抜き加工後の金属板の断面図であり、（ｃ）はバーリング加工後の金属板の断面図であり、（ｄ）は拡径加工後の金属板の断面図であり、（ｅ）は曲げ加工後の連結部材の断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、図１を参照して連結部材１０の構造について説明する。図１（ａ）は本発明の一実施の形態における連結部材１０を上面側から見た連結部材１０の斜視図であり、図１（ｂ）は底面側から見た連結部材１０の斜視図である。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように連結部材１０は、第１端部２０と、第２端部３０と、第１端部２０と第２端部３０とを連結する連結部４０とを備え、それらが１枚の金属板を部分的に塑性加工して形成されている。第１端部２０及び第２端部３０は、それぞれ防振装置としての第１ブッシュ５０及び第２ブッシュ６０が取り付けられる部位である。

第１ブッシュ５０及び第２ブッシュ６０は、金属製の内筒５１，６１と、金属製の外筒５２，６２と、ゴム状弾性体から構成されると共に内筒５１，６１と外筒５２，６２とにそれぞれ接着または圧入される防振基体５３，６３とをそれぞれ備えている。第１ブッシュ５０は、外筒５２の外径が、第２ブッシュ６０の外筒６２の外径より大きく設定されている。第１ブッシュ５０及び第２ブッシュ６０を連結部材１０によって連結することにより、所謂トルクロッドやサスペンションロッド等の防振装置となる。

第１端部２０は、中心軸線Ａ１に沿って第１ブッシュ５０が圧入される第１孔部２２が形成される部位である。第１端部２０は、第１孔部２２の内周面を構成する筒部２１と、筒部２１の軸方向（図１（ａ）上下方向）の一方側（図１（ａ）上側）に連続して設けられると共に、連結部４０に接続される接続部２４を除いて筒部２１から径方向の外側へ延びる環状部２３と、環状部２３の径方向の外側に連続して設けられると共に軸方向の他方側（図１（ａ）下側）へ延びる壁部２５とを備えている。

筒部２１は、第１ブッシュ５０の適切な圧入荷重を確保して第１ブッシュ５０を保持するための部位であり、軸方向の長さが、第１ブッシュ５０の外筒５２の軸方向の長さより小さく設定されている。接続部２４は、筒部２１の軸方向の一方側に連続して設けられると共に連結部４０へ向かって筒部２１の外周の一部から径方向の外側へ延びる部位である。環状部２３は、筒部２１の軸方向の一方側に連続して設けられる部位であり、周方向の両端が接続部２４に接続される一方、筒部２１の外周の残部（接続部２４を除く部分）から径方向の外側へ延びている。本実施の形態では、環状部２３は筒部２１に対して垂直に曲げられている。

壁部２５は、環状部２３の径方向の外側に連続して設けられると共に軸方向の他方側（図１（ａ）下側）へ折り返して形成されている。壁部２５を設けることにより筒部２１をある程度の剛性にできる。本実施の形態では、壁部２５は、環状部２３に対して垂直に曲げられている。壁部２５は、周方向の両端が、連結部４０の側板部４２（後述する）に連続している。第１端部２０は、中心軸線Ａ１を挟んで接続部２４の反対側に先端部２６（後述する）が形成されている。

壁部２５は、縁端が外方へ張り出すフランジ部２７が形成されている。フランジ部２７は、壁部２５及び側板部４２（後述する）の縁端に連続して形成されている。本実施の形態では、フランジ部２７は壁部２５及び側板部４２に対して垂直に曲げられている。

筒部２１は、軸方向の一方側（図１（ｂ）上側）の縁端が拡径する拡径部２８が形成されている。拡径部２８により筒部２１の縁端がラッパ状に広がり、圧入された第１ブッシュ５０を圧接する筒部２１の強度、及び、ねじり方向やこじり方向の荷重に対する筒部２１の剛性を向上できる。

第２端部３０は、第２ブッシュ６０が圧入される第２孔部３２が形成される部位である。第２端部３０は、一対の側板部４２にそれぞれ連続しつつ第１端部２０の反対側に突出する一対の対向板部３１を備え、板厚方向に貫通する第２孔部３２が対向板部３１に形成されている。対向板部３１は、第２ブッシュ６０を保持するための部位である。一対の対向板部３１はそれぞれ略半円状に形成されると共に、互いに平行に配置されている。対向板部３１の間隔は、第２ブッシュ６０の外筒６２の軸方向の長さより大きく設定されている。第２孔部３２は、第１孔部２２に第１ブッシュ５０が圧入されると共に第２孔部３２に第２ブッシュ６０が圧入されると、第１ブッシュ５０及び第２ブッシュ６０の軸がねじれの位置となるように形成されている。

連結部４０は、第１端部２０と第２端部３０とを連結するための部位であり、第１端部２０の接続部２４に連続する本体部４１と、本体部４１に対して曲げられる側板部４２とを備えている。本体部４１は、第１端部２０から離れるにつれて斜辺が湾曲しながら幅が狭くなる略台形形状に形成されており、側板部４２は、本体部４１に対して略垂直に曲げられている。本体部４１は、本体部４１と側板部４２とが交わる稜４３を含んで湾曲状に凹んだ湾曲部４４が形成されている。

次に図２及び図３を参照して第１端部２０、第２端部３０及び連結部４０について詳細に説明する。図２（ａ）は連結部材１０の平面図であり、図２（ｂ）は連結部材１０の左側面図であり、図２（ｃ）は連結部材１０の底面図である。図３（ａ）は図２（ａ）のＩＩＩａ−ＩＩＩａ線における連結部材１０の断面図であり、図３（ｂ）は図２（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線における連結部材１０の断面図である。

図２（ａ）、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように先端部２６は、中心軸線Ａ１を挟んで接続部２４の反対側に位置する環状部２３の一部である。図２（ａ）に示すように、先端部２６は、中心軸線Ａ１と直交する面に第１端部２０を投影した投影面（図２（ａ）紙面）において、壁部２５に連続する中央が、接続部２４の周方向の中心Ｃ１と中心軸線Ａ１とを通る第１直線Ｌ１の方向（図２（ａ）左側）へ湾出した凸状に形成されている。その投影面（図２（ａ）紙面）において、先端部２６により、接続部２４の周方向の中心Ｃ１と中心軸線Ａ１とを通る第１直線Ｌ１と交わる筒部２１の内周面から壁部２５の外周面までの第１直線Ｌ１上の第１距離Ｄ１は、中心軸線Ａ１を通り第１直線Ｌ１と直交する第３直線Ｌ３と交わる筒部２１の内周面から壁部２５の外周面までの第３直線Ｌ３上の第３距離Ｄ３より大きく設定される（図３（ａ）及び図３（ｂ）参照）。

図２（ａ）に示すように、壁部２５に連続する先端部２６の中央が第１直線Ｌ１方向へ突出することにより、第１直線Ｌ１に対して傾斜する傾斜面２５ａが壁部２５に形成される。先端部２６により壁部２５に傾斜面２５ａが形成されるので、中心軸線Ａ１と直交する面に第１端部２０を投影した投影面（図２（ａ）紙面）において、第１距離Ｄ１が最も長く、中心軸線Ａ１を通る第２直線Ｌ２と第１直線Ｌ１とのなす角θ１が大きくなるにつれて、第２直線Ｌ２と交わる筒部２１の内周面から壁部２５の外周面までの第２直線Ｌ２上の第２距離Ｄ２が第１距離Ｄ１より次第に短くなるように設定される。

これにより、先端部２６によって第１直線Ｌ１が延びる方向の第１端部２０の強度を向上させ、連結部材１０の軸方向（第１直線Ｌ１方向）の引張力が第１端部２０に作用するときの応力を分散させることができる。先端部２６により壁部２５に傾斜面２５ａが形成されるので、先端部２６近傍の（先端部２６における）壁部２５の周長を大きくできるからである。よって、第１端部２０の強度および剛性を確保できる。

ここで、第１端部２０に先端部２６が形成されていない場合には、連結部材に軸方向（第１直線Ｌ１方向）の引張力が経時的に作用すると、第１端部２０に引張応力が作用して第１端部２０に割れが発生するおそれがある。これに対し、本実施の形態における連結部材１０によれば、先端部２６により第１端部２０に作用する周方向の引張応力を分散させることができ、第１端部２０の強度および剛性を確保し、連結部材１０の耐久性を向上できる。

なお、傾斜面２５ａは、中心軸線Ａ１と直交する面に第１端部２０を投影した投影面（図２（ａ）紙面）において、壁部２５と第１直線Ｌ１との交点から壁部２５の周方向の両側（第１直線Ｌ１を軸とする線対称の位置）に形成される。これにより第１端部２０の周方向に応力を均等に分散できる。

傾斜面２５ａは、中心軸線Ａ１と直交する面に第１端部２０を投影した投影面（図２（ａ）紙面）において、終点（第２距離Ｄ２が第３距離Ｄ３と等しくなる位置）を、第２直線Ｌ２と第１直線Ｌ１とのなす角θ１が＋１０°〜＋４０°又は−１０°〜−４０°（第１直線Ｌ１に対して図２（ａ）反時計回りを＋、第１直線Ｌ１に対して図２（ａ）時計回りを−）とする領域に好適に形成される。傾斜面２５ａの終点がこの範囲から外れると、第１端部２０の強度および剛性を向上する効果が低下するからである。

図３（ａ）に示すように筒部２１は、縁端がラッパ状に拡径する拡径部２８が形成されている。拡径部２８は、中心軸線Ａ１を含む断面（図３（ａ）参照）における角度θ２（拡径部２８の２本の延長線と中心軸線Ａ１との交点Ｃ２を中心とする２本の延長線の角度）が、１００〜１４０°（本実施の形態では１２０°）に設定されている。この範囲内に拡径部２８の角度を設定することにより、筒部２１の剛性を向上させつつ割れの発生を抑制できる。

なお、第１ブッシュ５０を拡径部２８側から筒部２１へ圧入するときには、拡径部２８は、第１ブッシュ５０の圧入を導入するガイドの機能を果たす。環状部２３は上面（図３（ａ）及び図３（ｂ）上側面）が平坦面状に形成されているので、第１ブッシュ５０を拡径部２８側から筒部２１へ圧入するときの圧入荷重を環状部２３で受けることができる。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように第１端部２０は、壁部２５の縁端に、壁部２５に対して略垂直に曲げられたフランジ部２７が形成されている。第１端部２０にフランジ部２７があるので、第１ブッシュ５０を環状部２３側から筒部２１へ圧入するときの圧入荷重をフランジ部２７で受けることができる。フランジ部２７及び環状部２３により、環状部２３側、拡径部２８側の両方向から第１ブッシュ５０を第１孔部２２へ圧入することができる。

図２（ｃ）に示すようにフランジ部２７は、壁部２５及び側板部４２に連続して設けられている。フランジ部２７により、ねじり方向やこじり方向の荷重に対する壁部２５及び側板部４２の剛性を向上でき、ひいては第１端部２０及び連結部４０の剛性を向上できる。

図２（ｃ）及び図３（ａ）に示すように湾曲部４４は、絞り加工によって連結部４０の本体部４１（接続部２４と本体部４１の縁端４５とを結ぶ直線）に対して、円柱の側面のような滑らかな凹状に形成される部位であり、第１直線Ｌ１（図２（ａ）参照）に対して平行な方向（側板部４２が延びる方向）に凹状の曲率を有し、第３直線Ｌ３（図２（ａ）参照）に対して直交する方向（側板部４２が延びる方向に直交する方向）に曲率をもたない曲面が形成されている。湾曲部４４の曲面の方向をこのように設定することにより、連結部４０の強度を向上させると共に、ねじり方向やこじり方向の荷重に対する剛性を向上できる。

次に図４を参照して連結部材１０の製造方法について説明する。図４は、図３（ｂ）に示す断面形状（連結部材１０の第１端部２０）を得るための金属板７０の断面図であり、図４（ａ）は絞り加工後の金属板７０の断面図であり、図４（ｂ）は穴抜き加工後の金属板７０の断面図であり、図４（ｃ）はバーリング加工後の金属板７０の断面図であり、図４（ｄ）は拡径加工後の金属板７０の断面図であり、図４（ｅ）は曲げ加工後の連結部材１０の断面図である。

まず、１枚の金属板をブランク加工（外形抜加工）して、連結部材１０を展開した形状の金属板７０を得る。次いで図４（ａ）に示すように、筒部２１を形成するためのカップ状の凹部７１と、凹部７１の周囲の周辺部７２とを絞り加工により形成する。次に図４（ｂ）に示すように、凹部７１の底部に穴抜き加工により穴７３を形成する。絞り加工により形成した凹部７１に、穴抜き加工により穴７３をあけて筒部２１を形成するので、バーリング加工によって穴の周囲を立ち上げて筒部を形成するものと比べて、筒部２１の強度を向上できる。

次に図４（ｃ）に示すようにバーリング加工により穴７３の周縁７４を立ち上げ、次いで図４（ｄ）に示すように、拡径加工によって、立ち上げた周縁７４を拡径して拡径部２８を形成する。次に図４（ｅ）に示すように、周辺部７２を曲げて環状部２３及び壁部２５を形成する。同時に、周辺部７２を曲げて本体部４１及び側板部４２を作成し、絞り加工により湾曲部４４を形成する。曲げ加工により壁部２５及び側板部４２にフランジ部２７を形成して、連結部材１０が製造される。

このように金属板７０を部分的に塑性加工して連結部材１０を製造するので、連結部材１０の軽量化を図ることができる。溶接による接合を省略できるので、溶接の熱影響を連結部材１０に与えることを防止できる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、第１孔部２２や第２孔部３２の形状や大きさ等は、この実施形態に限定されるものではなく種々の変更が可能である。

上記実施の形態では、第１孔部２２及び第２孔部３２に圧入される第１ブッシュ５０及び第２ブッシュ６０の軸が互いにねじれの位置の関係にある連結部材１０について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。圧入される第１ブッシュ５０及び第２ブッシュ６０の軸が互いに平行となるように、各ブッシュが圧入される第１孔部２２及び第２孔部の向きを設定することは当然可能である。この場合には、上記実施の形態で説明した第２端部３０に代えて、第１端部２０と同様の形状をした第２端部を設け、それらを連結部４０で連結するように構成すれば良い。

１０ 連結部材
２０ 第１端部
２１ 筒部
２２ 第１孔部
２３ 環状部
２４ 接続部
２５ 壁部
２６ 先端部
２７ フランジ部
２８ 拡径部
３０ 第２端部
３２ 第２孔部
４０ 連結部
４１ 本体部
４２ 側板部
４４ 湾曲部
５０ 第１ブッシュ
６０ 第２ブッシュ
７０ 金属板
Ａ１ 中心軸線
Ｃ１ 中心
Ｄ１ 第１距離
Ｄ２ 第２距離
Ｌ１ 第１直線
Ｌ２ 第２直線

Claims (4)

1. 第１ブッシュが圧入される第１孔部が形成された第１端部と、第２ブッシュが圧入される第２孔部が形成された第２端部と、前記第１端部と前記第２端部とを連結する連結部とが１枚の金属板を部分的に塑性加工して形成された連結部材であって、
   前記第１端部は、前記第１孔部の内周面を構成し前記第１ブッシュを圧接する筒部と、
   前記筒部の軸方向の一方側に連続して設けられると共に、前記連結部に接続される接続部を除いて前記筒部から径方向の外側へ延びる環状部と、
   前記環状部の径方向の外側に連続して設けられると共に軸方向の他方側へ延びる壁部とを備え、
   前記第１孔部の中心軸線と直交する面に前記第１端部を投影した投影面において、前記接続部の周方向の中心と前記中心軸線とを通る第１直線と交わる前記筒部の内周面から前記壁部の外周面までの前記第１直線上の第１距離が最も長く、前記中心軸線を通る第２直線と前記第１直線とのなす角が大きくなるにつれて、前記第２直線と交わる前記筒部の内周面から前記壁部の外周面までの前記第２直線上の第２距離が前記第１距離より次第に短くなる先端部を備えていることを特徴とする連結部材。
2. 前記第１端部は、前記筒部の縁端が拡径する拡径部を備えていることを特徴とする請求項１記載の連結部材。
3. 前記第１端部は、前記壁部の縁端が外方へ張り出すフランジ部を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の連結部材。
4. 前記連結部は、前記接続部に接続される本体部と、前記本体部に対して曲げられると共に前記壁部に接続される一対の側板部とを備え、
   前記本体部は、前記一対の側板部と交差する方向に凹状の曲率をもつ湾曲部を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の連結部材。

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