JPH10272707A

JPH10272707A - 樹脂アームおよび樹脂アームの製造方法

Info

Publication number: JPH10272707A
Application number: JP9080505A
Authority: JP
Inventors: Rentaro Kato; 錬太郎加藤
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】軸方向端部に継手装置の装着部を備えた樹脂
アームにおいて、良好なる製作性を確保しつつ、強度を
向上せしめること。【解決手段】軸部１２と、装着部１４を、互いに別体
部品で構成すると共に、軸部１２を長繊維による強化樹
脂製とする一方、装着部１４を短繊維による強化樹脂製
とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、所定の部材間に掛け渡されてそ
れら両部材を連結する連結部材としての合成樹脂製のア
ームとその製造方法に係り、特に、例えば自動車の懸架
装置を構成するサスペンション部材等として好適に用い
られる高強度な樹脂アームとその有利な製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来技術】従来から、所定の部材間に掛け渡されて相
対変位を規制したり駆動力を伝達したりする連結部材の
一種として、長手ロッド形状の軸部の少なくとも一方の
軸方向端部に、ゴムブッシュやボールジョイント，ピロ
ボールブッシュ等の継手装置の装着部が設けられてなる
構造を有するものが知られており、例えば、自動車のサ
スペンション用の各種ロッドやアーム等、或いはパワー
ユニットやデファレンシャルキャリヤとボデーの連結ロ
ッド等として採用されている。

【０００３】ところで、このような連結ロッドは、一般
に、鉄系の金属によって形成されているが、近年では、
その大きな重量が問題となってきている。そこで、アル
ミニウム合金製の連結ロッドも提案されているが、コス
ト的な要求を満足することが極めて困難であるために実
用的でない。また、低コスト化と軽量化を達成するため
に、合成樹脂材料によって軸部と装着部を一体成形した
連結ロッドも提案されているが、強度的な要求を満足す
ることが困難であった。なお、合成樹脂製の連結ロッド
における強度特性を改善するために、繊維補強樹脂を採
用することも考えられるが、繊維補強樹脂を用いると成
形性が低下するために製造が難しくなり、特に筒状部や
湾曲部を有する形状複雑な装着部を安定して成形するこ
とが極めて難しいといった問題があったのである。

【０００４】

【解決課題】ここにおいて、請求項１乃至７に記載の発
明は、何れも、上述の如き事情を背景として為されたも
のであって、特に、請求項１乃至３に記載の発明は、何
れも、軽量且つ低コストであり、しかも、良好なる製作
性のもとに、高強度特性が安定して発揮される、改良さ
れた構造の樹脂アームを提供することを、目的とする。

【０００５】また、請求項４乃至７に記載の発明は、何
れも、軽量でしかも高強度特性が安定して発揮される改
良された構造の樹脂アームを、良好なる製作性のもとに
容易に且つ低コストで製作することの出来る樹脂アーム
の製造方法を提供することを、目的とする。

【０００６】

【解決手段】そして、このような課題を解決するため
に、本発明者が、詳細な実験および検討を加えたとこ
ろ、軸部と装着部に対してそれぞれ独立的に着眼して、
それら軸部と装着部に要求される要件を独立的に考慮す
ることによって、全体として一つの連結部材としての樹
脂アームに要求される、上述の如き各種の特性が何れも
高度に達成され得ることを、新たに見い出したのであ
り、かかる新規な技術的着眼に基づいて、請求項１乃至
７に記載の発明が、それぞれ完成されたものである。

【０００７】すなわち、請求項１に記載の発明の特徴と
するところは、長手ロッド形状の軸部の少なくとも一方
の軸方向端部に、継手装置の装着部が設けられた樹脂ア
ームにおいて、前記軸部と前記装着部が、それぞれ繊維
強化樹脂材によって、互いに別体部品で構成されている
と共に、該装着部における含有繊維長が、該軸部におけ
る含有繊維長よりも短くされている樹脂アームにある。

【０００８】このような請求項１に記載の発明に従う構
造とされた樹脂アームにおいては、軸部と装着部が互い
に異なる材料で形成されているのであり、特に、軸方向
荷重による座屈等に対するアームの部材強度に大きな影
響を与えるが、形状が単純で成形が容易な軸部を長繊維
補強樹脂製とする一方、形状が比較的複雑で成形性が問
題となるが、アームの部材強度に与える影響が比較的小
さい保持部を短繊維補強樹脂製としたことによって、優
れた製作性のもとに、全体として大きな強度特性が安定
して発揮されるのである。

【０００９】なお、軸部の断面形状や大きさ，長さ等の
具体的形状は、特に限定されるものでなく、要求強度や
配設スペース等に応じて適宜に設定されるものである
が、全体として、中実または中空の長手ロッド形状を有
しており、装着部のように筒状部や湾曲部，屈曲部等の
複雑な形状を有していないことから、長繊維含有樹脂材
料によっても、良好なる成形性が確保され得ることとな
る。また、装着部の具体的形状も、特に限定されるもの
でなく、装着される継手装置の構造等に応じて決定され
るが、補強用含有繊維が短繊維とされていることから、
良好なる成形性が確保され得ることとなる。なお、継手
装置の種類等も、特に限定されるものでなく、ゴムブッ
シュ等の弾性継手装置やボールジョイントやピロボール
ジョイント等の球面摺動型継手装置等、各種の継手装置
が採用可能である。更にまた、軸部や装着部の材質や含
有樹脂材料も、特に限定されるものでなく、要求される
強度等の特性や成形性等を考慮して適宜に決定されるも
のであり、例えば、ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂等
に対して、ガラス繊維やカーボン繊維，アラミド繊維等
を補強繊維として含有させたものなどが、好適に採用さ
れ得る。なお、軸部と装着部を、要求特性等を考慮し
て、互いに異なる材質で形成することも可能である。

【００１０】また、装着部および軸部における含有繊維
長は、それぞれ、樹脂アームに要求される強度や形状お
よび成形方法等を考慮して、適宜に決定されるものであ
って特に限定されるものでないが、好ましくは、請求項
２に記載されているように、前記装着部における含有繊
維長が１mm未満とされる一方、前記軸部における含有繊
維長が１mm以上とされる。これにより、装着部における
成形性と、軸部における強度とが、共に極めて有利に確
保されるのである。なお、装着部における含有繊維長
は、余り短くなり過ぎると、有効な補強効果が得られな
くなるおそれがあることから、０．１mm以上とすること
が望ましい。また、軸部における含有繊維長は、余り長
くなり過ぎると、成形性に悪影響が及ぼされるおそれが
あることから、注入成形の場合には６０mm以下とするこ
とが望ましいが、引抜成形を採用する場合には、軸部の
長さよりも長い繊維をリールから引き出しながら成形す
ること等が可能であることから、繊維長を軸部の全長に
亘る長さとすることも可能である。

【００１１】更にまた、好ましくは、請求項３に記載さ
れているように、前記軸部における含有繊維が、実質的
に該軸部の長手方向に配列される。これにより、軸部に
おける軸方向荷重に対する強度が、一層有利に且つ安定
して確保され得るのであり、樹脂アームにおける耐荷重
性と信頼性の更なる向上が達成され得る。

【００１２】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
に記載の樹脂アームを製造するに際して、前記軸部を、
引抜成形によって形成する樹脂アームの製造方法を、特
徴とする。

【００１３】このような請求項４に記載の発明方法に従
えば、長い補強繊維が含有された樹脂材料を採用するに
際しても、軸部の成形性が有利に確保され得るのであ
り、それ故、高強度の軸部ひいては樹脂アームを良好な
る製作性をもって容易に製造することが出来るのであ
る。しかも、補強繊維含有樹脂材料を引抜成形すること
によって、補強繊維が、引抜方向である軸部の長手方向
に有利に配列せしめられることから、軸部ひいては樹脂
アームにおける軸方向荷重に対する強度が、一層有利に
且つ安定して確保されるのである。なお、軸部を引抜成
形する場合には、軸方向に略一定断面形状とされた軸部
が、好適に採用される。

【００１４】また、それぞれ別成形された軸部と装着部
は、入力荷重に耐え得る強度で固定されれば良く、それ
らの具体的な固定方法は特に限定されるものでなく、互
いに別形成された軸部と装着部を、それらの成形後に、
接着剤を用いた固定方法やボルトや螺合構造を用いた機
械的な固定方法等によって相互に固定すること等も可能
であるが、例えば、請求項５に記載されているように、
前記軸部を引抜成形した後、前記装着部の成形型内に配
設して該装着部を成形することにより、該装着部を、そ
の成形と同時に該軸部に固定する樹脂アームの製造方法
が、有利に採用される。このような製造方法に従えば、
軸部と装着部を相互に固定するための特別な締結工程お
よび処理が不要となることから、樹脂アームの製作性の
更なる向上が図られ得るのである。

【００１５】また、請求項５に記載の方法によって、装
着部を成形と同時に軸部に固定するに際しては、装着部
の成形時における収縮を利用して軸部に嵌着固定した
り、予め軸部に接着剤を塗布しておいて接着固定するこ
と等も可能であるが、例えば、請求項６に記載されてい
るように、前記装着部が取り付けられる前記軸部におけ
る軸方向端部に対して凹凸係止部を設け、該装着部の成
形と同時に、該装着部を該凹凸係止部に対して固定せし
める樹脂アームの製造方法が、有利に採用される。この
ような製造方法に従えば、機械的な係止構造によって、
装着部と軸部を相互に固定することが可能であり、凹凸
係止部の形状等を適当に設定することによって、装着部
と軸部の固定強度や方向性等を適宜に且つ容易に調節す
ることも可能となる。なお、凹凸係止部の具体的構造
は、特に限定されるものでないが、セレーションやネジ
溝、或いは独立的な若しくは連続した凹部や凸部等が、
何れも採用可能である。

【００１６】また、装着部の成形後に、別途形成された
継手装置を装着部に組み付けることも可能であるが、特
に、装着部を成形と同時に軸部に固定するに際しては、
例えば、請求項７に記載されているように、前記装着部
の成形型内に、前記継手装置を配設して該装着部を成形
することにより、該継手装置を、かかる装着部の成形と
同時に該装着部に組み付ける樹脂アームの製造方法が、
好適に採用される。このような製造方法に従えば、装着
部に対して継手装置を組み付けるための特別な組付工程
等が不要となることから、継手装置を備えた樹脂アーム
の製作性の向上が図られ得るのである。なお、ゴム弾性
体等を備えたゴムブッシュ等の防振継手が採用される場
合には、請求項７に記載の製造方法に従うことにより、
装着部の形成および該装着部への継手装置の組み付けと
同時に、かかる継手装置を構成するゴム弾性体に対して
予圧縮を加えることも可能であり、継手装置（ゴム弾性
体）の耐久性および組付強度を、有利に得ることが出来
るといった利点もある。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を更に具体的に明ら
かにするために、本発明の実施形態について、図面を参
照しつつ、詳細に説明する。

【００１８】先ず、図１及び図２には、本発明の一実施
形態としての自動車用サスペンションアーム１０が、示
されている。このサスペンションアーム１０は、軸部１
２の両端部に一対の装着部としての筒状部１４，１４が
設けられていると共に、それらの筒状部１４，１４に対
して、継手装置としてのゴムブッシュ１６，１６が、そ
れぞれ組み付けられている。そして、かかるサスペンシ
ョンアーム１０は、一方のゴムブッシュ１６がホイール
側に、他方のゴムブッシュ１６がボデー側に、それぞれ
取り付けられることによって、ホイールとボデーの間に
介装されて、ホイールをボデーに対して揺動可能に連結
せしめて懸架装置を構成するようになっている。

【００１９】より詳細には、軸部１２は、円形断面の長
手ロッド形状を有している。また、筒状部１４，１４
は、何れも、略大径円筒形状を有していると共に、外周
面上の一箇所において、径方向外方に向かって突出して
開口する有底円筒形状の固着部１８が一体形成されてい
る。そして、この固着部１８が、軸部１２の軸方向端部
に外嵌固定されることによって、各筒状部１４が、軸部
１２に対して固定的に取り付けられている。

【００２０】また、ゴムブッシュ１６は、図３にも示さ
れているように、小径円筒形状の内筒金具２０に対し
て、厚肉円筒形状のゴム弾性体２２が外挿状態で取り付
けられた構造とされており、内筒金具２０の外周面にゴ
ム弾性体２２の内周面が加硫接着された一体加硫成形品
によって構成されている。なお、ゴム弾性体２２の軸方
向両端縁部には、大径の鍔部２４，２４が一体形成され
ていると共に、外周面には、一径方向で対向位置する部
分に、所定幅で軸方向に延びる一対の肉欠部２６，２６
が設けられている。

【００２１】そして、かかるゴムブッシュ１６は、筒状
部１４に対して内挿状態で組み付けられており、ゴム弾
性体２２に対して径方向の圧縮荷重が及ぼされて、ゴム
弾性体２２の外周面が筒状部１４の内周面に圧接されて
いると共に、両鍔部２４，２４が、筒状部１４の軸方向
両端面に重ね合わされて当接されることにより、中心軸
周りの回転や軸方向の抜け出しが防止されている。ま
た、ゴムブッシュ１６の筒状部１４への組付状態下、軸
部１２の軸方向で対向位置する部分には、肉抜部２６，
２６が位置せしめられており、ゴムブッシュ１６におけ
る径方向ばね比が調節されている。

【００２２】ここにおいて、上述の如き軸部１２と、各
筒状部１４は、何れも、繊維強化樹脂によって形成され
ている。なお、繊維強化樹脂としては、強度と耐熱性，
耐久性，コスト性等を考慮して、例えば、ポリエステル
樹脂にガラス繊維を含有させた繊維強化樹脂材料等が、
好適に採用される。

【００２３】また、特に軸部１２は、好適には、補強繊
維を含有させた溶融樹脂材料を所定形状のダイスを通し
て連続的に引き抜くと共に冷却する連続引抜成形法（連
続引出成形法）によって得られた長材を、適当な長さで
切断することによって製造される。即ち、このような引
抜成形法によって製造すると、補強繊維として長繊維を
採用しても、良好なる成形性と安定した特性が有利に確
保されるのであり、しかも、補強繊維が引抜き方向に配
列されることから、軸部１２における強度を極めて有利
に且つ安定して得ることが出来るのである。そして、か
かる軸部１２においては、繊維長が１mm以上の長繊維が
好適に採用されることとなり、それによって、より優れ
た強度が実現され得る。

【００２４】一方、筒状部１４は、湾曲部や突出部等を
有する複雑な形状を有していることから、例えば成形金
型によって形成された成形キャビティ内に溶融樹脂材料
を充填して冷却固化せしめる射出成形法等によって、有
利に製造され得る。そこにおいて、かかる筒状部１４の
成形材料としては、軸部１２の成形材料の含有繊維より
も短繊維で補強された樹脂材料が採用される。即ち、短
繊維補強された樹脂材料を採用することによって、複雑
な形状の筒状部１４であっても、射出成形法等によって
容易に形成することが出来るのであり、良好なる成形性
と安定した特性が有利に確保されるのである。そして、
かかる筒状部１４においては、繊維長が１mm未満の短繊
維が好適に採用されることとなり、それによって、より
優れた成形性が達成され得る。

【００２５】また、特に好適には、筒状部１４は、その
成形と同時に、軸部１２に対して固着される。それに
は、先ず、軸部１２を引抜成形等によって形成すると共
に、ゴムブッシュ１６を別途形成し、それらを、図４に
示されているように、筒状部１４の成形用金型２８に対
して、筒状部１４に対する所定の取付位置にセットせし
める。その後、成形用金型２８を閉じて、成形キャビテ
ィ３０に、筒状部１４の成形用樹脂材料を充填せしめ
て、筒状部１４を形成するのである。

【００２６】このようにすれば、筒状部１４の射出充填
圧と冷却固化に際しての収縮圧に基づいて、ゴム弾性体
２２の外周面に径方向の予圧縮が加えられてゴムブッシ
ュ１６が筒状部１４に組み付けられると共に、軸部１２
の軸方向端部の外周面に対して固着部１８が嵌着固定さ
れるのであり、それ故、特別な工程や処理を必要とする
ことなく、筒状部１４に対して、別形成された軸部１２
やゴムブッシュ１６が、同時に且つ有利に組み付けられ
るのである。

【００２７】また、筒状部１４の成形用金型２８にセッ
トされる軸部１２には、固着部１８が嵌着固定される軸
方向端部の外周面に対して、予め、セレーション等の凹
凸係止部３２を形成しておくことが望ましい。このよう
な凹凸係止部３２を設けておけば、筒状部１４の成形時
に、該筒状部１４の成形材料が凹凸係止部３２に入り込
むことにより、何等の特別な工程を必要とすることな
く、固着部１８と軸部１２の嵌着部位に凹凸係止構造が
形成されることとなるのであり、それによって、軸部１
２に対する筒状部１４（固着部１８）の固着強度が一層
有利に確保され得るのである。なお、固着部１８の軸部
１２に対する固着強度を確保するためには、予め、軸部
１２の軸方向端部の外周面に接着剤を塗布すること等
も、有効である。

【００２８】上述の如き構造とされたサスペンション１
０においては、軸部１２と筒状部１４の何れもが、合成
樹脂製とされていることから、極めて軽量且つ安価であ
り、しかも、長繊維補強樹脂で形成された軸部１２によ
って、大きな強度が有利に確保され得ると共に、筒状部
１４が、軸部１２とは別部品として、短繊維補強樹脂で
形成されていることから、良好なる製作性と安定した特
性が確保され得るのである。

【００２９】以上、本発明の実施形態について詳述して
きたが、これはあくまでも例示であって、本発明は、か
かる実施形態における具体的構造乃至は具体的説明によ
って、何等、限定的に解釈されるものではなく、当業者
の知識に基づいて種々なる変更，修正，改良等を加えた
態様において実施され得るものであり、また、そのよう
な実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れ
も、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言う
までもない。

【００３０】

【発明の効果】上述の説明から明らかなように、請求項
１乃至３に記載の発明に従う構造とされた樹脂アームに
おいては、何れも、長繊維による強化樹脂製とされた軸
部によって大きな強度が有利に発現されると共に、装着
部が短繊維による強化樹脂製とされていることによって
良好なる製作性が確保されるのであり、それ故、全体と
して、軽量且つ安価で、優れた性能が安定して発揮され
る樹脂アームが、有利に実現されるのである。

【００３１】また、請求項４乃至７に記載の発明方法に
従えば、何れも、請求項１に記載の発明に従う構造とさ
れた樹脂アームを有利に製造することが出来るのであ
り、特に、軸部を引抜成形することによって、長繊維が
軸部の長手方向に有利に配列され得ることから、より優
れた強度が安定して発揮されるといった利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としてのサスペンションア
ームを示す、一部切欠き平面図である。

【図２】図１に示されたサスペンションアームの要部の
縦断面図である。

【図３】図１に示されたサスペンションアームを構成す
るゴムブッシュ１６を、図１における III−III 断面に
相当する切断面で示す縦断面図である。

【図４】図１に示されたサスペンションアームの製造工
程を説明するための説明図である。

【符号の説明】

１０サスペンションアーム１２軸部１４筒状部１６ゴムブッシュ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長手ロッド形状の軸部の少なくとも一方
の軸方向端部に、継手装置の装着部が設けられた樹脂ア
ームにおいて、前記軸部と前記装着部が、それぞれ繊維強化樹脂材によ
って、互いに別体部品で構成されていると共に、該装着
部における含有繊維長が、該軸部における含有繊維長よ
りも短くされていることを特徴とする樹脂アーム。
【請求項２】前記装着部における含有繊維長が１mm未
満とされている一方、前記軸部における含有繊維長が１
mm以上とされている請求項１に記載の樹脂アーム。
【請求項３】前記軸部における含有繊維が、実質的に
該軸部の長手方向に配列されている請求項１又は２に記
載の樹脂アーム。
【請求項４】請求項１に記載の樹脂アームを製造する
に際して、前記軸部を、引抜成形によって形成することを特徴とす
る樹脂アームの製造方法。
【請求項５】前記軸部を引抜成形した後、前記装着部
の成形型内に配設して該装着部を成形することにより、
該装着部を、その成形と同時に該軸部に固定する請求項
４に記載の樹脂アームの製造方法。
【請求項６】前記装着部が取り付けられる前記軸部に
おける軸方向端部に対して凹凸係止部を設け、該装着部
の成形と同時に、該装着部を該凹凸係止部に対して固定
せしめる請求項５に記載の樹脂アームの製造方法。
【請求項７】前記装着部の成形型内に、前記継手装置
を配設して該装着部を成形することにより、該継手装置
を、かかる装着部の成形と同時に該装着部に組み付ける
請求項５又は６に記載の樹脂アームの製造方法。