JPH11241745A - ブッシュ装着用部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 棒状の金属押出形材からなるとともに、屈曲
部を中心として長さ方向に略く字状に屈曲している部材
本体の一部に、ブッシュを装着するブッシュ装着部が設
けられたブッシュ装着用部材であって、曲げ剛性が高く
且つ安価なブッシュ装着用部材を提供すること。 【解決手段】 部材本体１０は、棒状のアルミニウム押
出形材が長さ方向の中間部において屈曲したものであ
る。そして、屈曲部１１には、断面２次モーメントを大
きくするための塑性変形加工が施されている。この塑性
変形加工によって、屈曲部１１の曲率半径が変化する方
向の荷重イに対して、曲率半径の変化を阻止するものと
なされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば自動車に
用いられるサスペンションアーム、エンジンマウント、
リング等のブッシュ装着用部材に関する。

【０００２】なお、この明細書において、アルミニウム
の語は、その合金を含む意味において用いられる。

【０００３】

【従来の技術】例えば、自動車に用いられているブッシ
ュ装着用部材の一つに、アッパーアーム、ロアアーム、
トレーリングアーム、トーションバー等のサスペンショ
ンアームを構成するサスペンションアーム用部材があ
る。

【０００４】この種のサスペンションアーム用部材は、
設置される場所に応じて様々な形状に形成されるもの
で、その一例として、図１（ｉ）及び（ii）に示すよう
なものがある。同図に示されたサスペンションアーム用
部材（５１）は、略く字状に打抜き成形された金属板製
部材本体（６０）と、その両端部に溶接固着されたブッ
シュ装着部（７０）（７０）とから構成されている。同
図中、ｏ´点及びｏ´軸は、それぞれ部材本体（６０）
の屈曲部（６１）の曲率中心及びその軸線である。ま
た、前記部材本体（６０）の構成材料としては、専ら鉄
系材料が用いられている。

【０００５】前記ブッシュ装着部（７０）には、円筒型
の防振ブッシュ（８０）を圧入装着するための円形のブ
ッシュ保持孔（７１）が設けられており、ブッシュ（８
０）をこの保持孔（７１）に圧入することで、ブッシュ
（８０）がブッシュ装着部（７０）に装着されているも
のである。

【０００６】ところで、近年、自動車の軽量化を図るた
めに、上記サスペンションアーム用部材（５１）の部材
本体（５０）の構成材料として、例えばアルミニウムが
用いられるようになってきている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
ニウムを用いたサスペンションアーム用部材（５１）に
あっては、ブッシュ（８０）（８０）に、同図の矢印
（ロ）（ロ）の方向の荷重等、屈曲部（６１）の曲率半
径が変化する方向の荷重が加わって、部材本体（６０）
の屈曲部（６１）に曲げモーメントが作用する場合に
は、次のような問題が生じる。すなわち、アルミニウム
のヤング率は鉄の約１／３であることから、部材本体
（６０）が鉄のときよりも大きく撓んで、部材本体（６
０）がその屈曲部（６１）において塑性変形してしまう
という問題が生じる。同図中、ｙ´軸は部材本体（６
０）の屈曲部（６１）に作用する曲げモーメントに対し
ての中立軸である。

【０００８】この問題を解決するために、同図（iii ）
及び（iV）に示すように、屈曲部（６１）を広幅に成形
して、中立軸（ｙ´）に関する断面２次モーメントを大
きくして曲げ剛性を高めることが考えられる。しかしな
がら、部材本体（６０）はアルミニウム板を打抜き形成
することにより製造されたのであるから、屈曲部（６
１）を広幅に成形すると歩留まりが悪くなり、その結
果、コストアップを招来する問題が生じる。しかも、屈
曲部（６１）が広幅に成形された分、重量も増えてしま
い、軽量化を図ることができなくなる。

【０００９】この発明は、このような技術背景に鑑みて
なされたもので、曲げ剛性が高く且つ安価なブッシュ装
着用部材を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、棒状の金属押出形材からなるととも
に、屈曲部を中心として長さ方向に略く字状に屈曲して
いる部材本体の一部に、ブッシュを装着するブッシュ装
着部が設けられたブッシュ装着用部材であって、前記部
材本体の屈曲部に、断面２次モーメントを大きくするた
めの塑性変形加工が施されて、前記屈曲部の曲率半径が
変化する方向の荷重に対して、前記曲率半径の変化を阻
止するものとなされていることを特徴とする。

【００１１】これによれば、部材本体として、棒状の金
属押出形材を用いることにより、製造効率が向上する。
また、その屈曲部には、断面２次モーメントを大きくす
るための塑性変形加工が施されて、前記屈曲部の曲率半
径が変化する方向の荷重に対して、前記曲率半径の変化
を阻止するものとなされているので、部材本体の屈曲部
の曲げ剛性が向上する。また、肉厚等を増して曲げ剛性
を高めているものではなく、塑性変形加工により曲げ剛
性を高めているものであるから、重量増加を招くことも
ない。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施形態を図面
に基づいて説明する。なお、この実施形態では、ブッシ
ュ装着用部材として、自動車のサスペンションアーム用
部材を示している。

【００１３】図１に示すように、この実施形態のサスペ
ンションアーム用部材（１）は、棒状の金属押出形材か
らなるとともに、屈曲部（１１）を中心として長さ方向
に略く字状に屈曲している部材本体（１０）と、その両
端部に溶接固着されたブッシュ装着部（２０）（２０）
とから構成されている。

【００１４】前記各ブッシュ装着部（２０）には、図３
に示すように、円筒型の防振ブッシュ（３０）を圧入装
着するための円形のブッシュ保持孔（２１）が設けられ
ている。このブッシュ装着部（２０）は、所定断面形状
のアルミニウム押出形材を押出方向と交差する平面内で
所定厚みにスライス状に切断したスライス切断品からな
る。

【００１５】前記ブッシュ（３０）は、例えば中心に位
置する支軸部材（３１）と、該支軸部材（３１）の周囲
に配設された剛性スリーブ（３２）とが、それらの間に
介挿されたゴム弾性体（３３）によって連結されている
ものである。

【００１６】前記ブッシュ装着部（２０）のブッシュ保
持孔（２１）は、径が前記ブッシュ（２０）の外径より
若干小寸に設定されており、この保持孔（２１）にブッ
シュ（３０）を圧入することにより、ブッシュ（３０）
が装着されるものである。

【００１７】また、前記ブッシュ装着部（２０）の外周
面には、コ字状に形成された連結用枠部（２２）がその
開口を外方に向ける態様にして設けられている。そし
て、この連結用枠部（２０）の開口部に、前記部材本体
（１０）の端部を嵌合するとともに、該嵌合部を、ＭＩ
Ｇ、ＴＩＧ、レーザー溶接等の溶融溶接法や、あるいは
固相接合法の一つである、回転するプローブを接合予定
部位に挿入して摩擦熱にて接合する摩擦撹拌接合法など
の各種溶接法により溶接することにより、前記ブッシュ
装着部（２０）と部材本体（１０）とが連結されてい
る。

【００１８】図１に示された前記部材本体（１０）は、
常法に従って棒状に形成された横断面コ字状の真直なア
ルミニウム押出形材を、その長さ方向の中間部におい
て、横断面の図心を連ねる線、即ち横断面の図心軸が１
平面内に存在する態様にして、強制的に屈曲させて図２
に示すように略く字状に成形し、次いで、その屈曲部に
後述する塑性変形加工を施したものである。

【００１９】ここで、図２に示されたブッシュ装着用部
材（１´）の部材本体（１０）及びブッシュ装着部（２
０）（２０）について説明する。

【００２０】前記部材本体（１０）を構成するアルミニ
ウム押出形材は、基板部（１２）と、その幅方向両側縁
部の片面側に基板部（１２）に対して垂直に立ち上がっ
た互いに対向するリブ部（１３）（１３）とを有してお
り、長さ方向の中間部において各リブ部（１３）（１
３）のうちの一方を内側に他方を外側にして所定の曲率
半径で屈曲している。同図中、ｏ点及びｏ軸は、それぞ
れ部材本体（１０）の屈曲部（１１）の曲率中心及びそ
の軸線である。

【００２１】一方、前記ブッシュ装着部（２０）（２
０）は、その軸線が前述した部材本体（１０）の横断面
の図心軸が存在する平面に対して垂直になる態様にして
部材本体（１０）と連結されている。

【００２２】このような構成のサスペンションアーム用
部材（１´）は、ブッシュ装着部（２０）（２０）の保
持孔（２１）（２１）に圧入装着されているブッシュ
（３０）（３０）が、自動車の各種フレーム（図示せ
ず）に連結されることで、取り付けられるもので、ブッ
シュ（３０）（３０）に両者を接近させる方向（矢印イ
の方向）の荷重や両者を離隔させる方向の荷重といった
屈曲部（１１）の曲率半径が変化する方向の荷重が加わ
って、部材本体（１０）の屈曲部（１１）に曲げモーメ
ントが作用するように設置されるものである。このよう
にブッシュ（３０）（３０）に加わった荷重は、部材本
体（１０）の屈曲部（１１）において弾性的に受け止め
られる一方、部材本体（１０）はこの荷重により屈曲部
（１１）において弾性変形して撓むこととなる。同図
中、ｙ軸は部材本体（１０）の屈曲部（１１）に作用す
る曲げモーメントに対しての横断面の中立軸である。

【００２３】しかしながら、ブッシュ（３０）（３０）
に加わる荷重が大きくなり、部材本体（１０）の屈曲部
（１１）に作用する曲げモーメントが屈曲部（１１）の
弾性限度を越えると、部材本体（１０）は屈曲部（１
１）において塑性変形してしまい、サスペンションアー
ム用部材として役に立たなくなってしまう。特に、この
実施形態のサスペンションアーム用部材（１）は、軽量
化を図るべく、アルミニウムを用いているので、塑性変
形が生じ易い。

【００２４】そこで、この実施形態では、部材本体（１
０）の屈曲部（１１）に、次のような塑性変形加工を施
している。

【００２５】すなわち、図１に示すように、部材本体
（１０）の屈曲部（１１）における押出形材の前記各リ
ブ部（１３）（１３）を、ペンチ等の曲げ加工用工具を
用いて強制的に互いに広げて横断面逆ハ字状に塑性変形
させている。こうすることにより、部材本体（１０）の
屈曲部（１１）における押出形材の各リブ部（１３）
（１３）が、元の位置よりも中立軸（ｙ）から遠くなっ
て、中立軸（ｙ）に関する断面２次モーメントが増加
し、その結果、部材本体（１０）の屈曲部（１１）の曲
げ剛性（曲げこわさ）が向上して、前記荷重による曲率
半径の変化を阻止するものとなる。

【００２６】このような塑性変形加工を施すことによ
り、得られるサスペンションアーム用部材（１）は、曲
げ剛性が高いものとなる。そのため、部材本体（１０）
としてヤング率が鉄系材料の約１／３であるアルミニウ
ムを用いても、サスペンションアーム用部材として要求
される強度を満たし得る。また、部材本体（１０）とし
て押出形材を用いていることから、製造効率が高く、安
価に製造することができる。したがって、得られたサス
ペンションアーム用部材（１）は、軽量かつ安価でしか
も曲げ剛性が高いものとなっている。また、曲げ剛性を
高めるために肉厚等を増やしていないから、重量増加を
招くこともないという利点も有する。さらに、塑性変形
加工は所定の部位を曲げる曲げ加工により行われている
から、部材本体（１０）の屈曲部（１１）の横断面の面
積は塑性変形加工後においても殆ど減少していない。そ
のため、断面積の減少によって生じる強度低下も防止さ
れている。

【００２７】また、部材本体（１０）は、図４及び図５
に示された横断面形状を有するものであっても良い。

【００２８】図４（ｉ）は、図２（ii）に対応する部材
本体（１０）の屈曲部（１１）における横断面図であ
る。この部材本体（１０）を構成するアルミニウム押出
形材は、基板部（１１）と、その幅方向両側縁部の両面
側に基板部（１１）に対して垂直に立ち上がった対向す
るリブ部（１３）（１３）（１３）（１３）とを有して
いる。そして、同図（ii）に示すように、屈曲部（１
１）における各リブ部（１３）（１３）（１３）（１
３）を、ペンチ等の曲げ加工用工具を用いて強制的に互
いに広げて横断面逆ハ字状及びハ字状に塑性変形させる
ことによって、中立軸（ｙ）に関する断面２次モーメン
トを増加させたものである。

【００２９】図５（ｉ）は、図２（ii）に対応する部材
本体（１０）の屈曲部（１１）における横断面図であ
る。この部材本体（１０）を構成するアルミニウム押出
形材は、断面円形の中空パイプ状に形成されているもの
である。そして、同図（ii）に示すように、屈曲部（１
１）におけるパイプ周壁部（１４）を、プレス等を用い
て中立軸（ｙ）の軸線方向両側から強制的に潰して横断
面楕円形状に塑性変形させることによって、中立軸
（ｙ）に関する断面２次モーメントを増加させたもので
ある。

【００３０】以上、この発明の実施形態を説明したが、
この発明はこれら実施形態に限定されるものではない。

【００３１】例えば、部材本体（１０）としてアルミニ
ウム押出形材を用いているが、アルミニウム押出形材に
限定されず、金属押出形材であれば良い。また、ブッシ
ュ装着部（２０）として圧入式のものを用いているが、
巻締め式のものであっても良い。

【００３２】もとより、この発明に係るブッシュ装着用
部材は、サスペンションアーム用部材（１）に限定され
ず、例えばエンジンマウント用部材であっても良い。

【００３３】

【発明の効果】上述の次第で、この発明に係るブッシュ
装着用部材は、次のような効果を奏する。すなわち、部
材本体が棒状の金属押出形材からなることにより、部材
本体の製造効率が向上するので、安価なブッシュ装着用
部材を提供することができる。また、部材本体の屈曲部
に、断面２次モーメントを大きくするための塑性変形加
工が施されて、屈曲部の曲率半径が変化する方向の荷重
に対して、曲率半径の変化を阻止するものとなされてい
るので、重量増加を招かないで、曲げ剛性の高いブッシ
ュ装着用部材を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一つの実施形態のサスペンションア
ーム用部材（ブッシュ装着用部材）を示す図であって、
（ｉ）は正面図、（ii）は（ｉ）中のＩ−Ｉ線断面図で
ある。

【図２】同サスペンションアーム用部材を示す、部材本
体の屈曲部を塑性変形させる前の状態の図であって、
（ｉ）は正面図、（ii）は（ｉ）中のII−II線断面図で
ある。

【図３】同サスペンションアーム用部材を部材本体、ブ
ッシュ装着部及びブッシュに分離して示す斜視図であ
る。

【図４】この発明のもう一つの実施形態のサスペンショ
ンアーム用部材を示す図であって、（ｉ）は図２（ii）
に対応する断面図、（ii）は図１（ii）に対応する断面
図である。

【図５】この発明の更にもう一つの実施形態のサスペン
ションアーム用部材を示す図であって、（ｉ）は図２
（ii）に対応する断面図、（ii）は図１（ii）に対応す
る断面図である。

【図６】従来のサスペンションアーム用部材（ブッシュ
装着用部材）を示す図であって、（ｉ）は正面図、（i
i）は（ｉ）中のVI(ii)−VI(ii)線断面図、（iii ）は
正面図、（iv）は（iii ）中のVI(iv)−VI(iv)線断面図
である。

【符号の説明】

１…サスペンションアーム用部材（ブッシュ装着用部
材） １０…部材本体 １１…屈曲部 ２０…ブッシュ装着部 ３０…防振ブッシュ ｙ…中立軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 榎本 正敏 堺市海山町６丁224番地 昭和アルミニウ ム株式会社内 (72)発明者 西川 直毅 堺市海山町６丁224番地 昭和アルミニウ ム株式会社内 (72)発明者 岩目地 範行 堺市海山町６丁224番地 昭和アルミニウ ム株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒状の金属押出形材からなるとともに、
   屈曲部（11）を中心として長さ方向に略く字状に屈曲し
   ている部材本体（10）の一部に、ブッシュ（30）を装着
   するブッシュ装着部（20）が設けられたブッシュ装着用
   部材（１）であって、 前記部材本体（10）の屈曲部（11）に、断面２次モーメ
   ントを大きくするための塑性変形加工が施されて、前記
   屈曲部（11）の曲率半径が変化する方向の荷重に対し
   て、前記曲率半径の変化を阻止するものとなされている
   ことを特徴とするブッシュ装着用部材。