WO2022239311A1 - アーム部材及びその製造方法 - Google Patents

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克大 平松
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株式会社ソミックマネージメントホールディングス
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Definitions

  • the present invention relates to an arm member including a ball joint having a receiving side member with a crimped portion and an arm portion formed continuously with the receiving side member, and a method for manufacturing the same.
  • Japanese Patent No. 6408851 (pages 5-8, FIG. 6)
  • the present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide an arm member capable of ensuring the holding strength of the ball portion by the crimped portion of the receiving side member, and a method of manufacturing the same.
  • the arm member according to claim 1 comprises a ball joint having a ball-side member having a ball portion and a receiving-side member having a crimped portion and holding the ball portion inside by deformation of the crimped portion;
  • the arm portion includes an arm portion body portion formed of reinforced resin and connected to the receiving side member, and a covering portion formed of continuous fiber reinforced resin and covering at least a portion of the crimped portion. .
  • the arm member according to claim 2 is the arm member according to claim 1, wherein the receiving side member includes a cylindrical receiving side member main body portion and a closing member covering one end side of the receiving side member main body portion. Further, a caulking portion is formed on one end side of the receiving side member main body portion, and fixes the closing member to the receiving side member main body portion by caulking deformation.
  • the arm member according to claim 3 is the arm member according to claim 1 or 2, wherein the covering part covers at least a part of the surface of the arm body part adjacent to the crimped part.
  • a method for manufacturing an arm member according to claim 4 is a method for manufacturing an arm member according to any one of claims 1 to 3, wherein the crimped portion is formed while the ball portion is inserted into the receiving side member.
  • the strength of the covering portion acts as a resistance force against the return deformation of the crimped portion against the external load input to the ball portion, so the strength of the crimped portion of the receiving side member can be ensured.
  • the covering section prevents the closing member from coming off the receiving side member main body, and the ball portion inside the receiving side member is prevented from falling off. can be reliably held.
  • the covering portion is arranged continuously from the arm body portion to the crimped portion, input to the ball portion
  • the strength of the covering portion against the load from the outside can be improved, and the holding strength of the ball portion by the crimped portion of the receiving side member can be improved.
  • the forming process of the arm body and the covering part is not hindered by the crimping process of crimping and deforming the crimping part, and the covering covers at least a part of the crimping part. part can be easily formed.
  • FIG. 12 is a perspective view showing still another example of the same arm member
  • 1 indicates an arm member.
  • the arm member 1 is a vehicle arm member used for, for example, a steering system or a suspension system of an automobile.
  • the arm member 1 is a ball joint device including a ball joint 2 and an arm portion 3 integrally formed with the ball joint 2 .
  • the arm member 1 may be any one, but for example, it may be a tie rod end shown in FIG. It is suitably used for the upper arm or lower arm of the double wishbone suspension shown in FIG. 2, the lower arm of the MacPherson strut suspension shown in FIG.
  • the ball joint 2 includes a ball stud 5 that is a ball-side member.
  • the ball stud 5 is formed in a shaft shape, for example, from steel or the like.
  • the ball stud 5 has a ball portion 6 at one end, and a shaft-shaped (columnar) stud portion 7 projects from the ball portion 6 to the other end.
  • the stud portion 7 is connected to an external connected member (not shown).
  • the ball portion 6 side will be described as one end side or lower side
  • the stud portion 7 side will be described as the other end side or upper side. It shall be suitably set according to the installation direction and angle.
  • the ball portion 6 is rotatably held by a bearing seat 8 which is a sliding member.
  • the bearing seat 8 is formed in a cylindrical shape from synthetic resin.
  • the bearing seat 8 has a two-piece structure. That is, the illustrated bearing seat 8 has a first seat member 10 and a second seat member 11 .
  • the first seat member 10 rotatably holds a range from the equatorial position E of the ball portion 6 to the upper side.
  • the equatorial position E of the ball portion 6 is the position where the ball portion 6 has the maximum diameter in the axial direction of the ball stud 5 .
  • the second sheet member 11 is inserted on the lower end side of the first sheet member 10 .
  • the second seat member 11 rotatably holds a range below the equatorial position E of the ball portion 6 .
  • the second seat member 11 is provided with a reservoir 13 for lubricant at a position on the inner peripheral side facing the outer peripheral surface of the ball portion 6 .
  • the bearing seat 8 is accommodated in a housing 15 as a receiving member together with the ball portion 6 .
  • the housing 15 is also called a socket or the like, and is made of metal formed by forging or casting.
  • the housing 15 has a housing body portion 17 that is a cylindrical receiving side member body portion, and a plug 18 that is a closing member that closes the end portion of the housing body portion 17 .
  • the housing main body portion 17 and the plug 18 form an inner chamber in which the bearing seat 8 is fitted inside the housing 15 to accommodate and hold the bearing seat 8 .
  • the housing body portion 17 is formed in a right cylindrical shape having a constant or substantially constant inner diameter dimension and outer diameter dimension.
  • the housing main body 17 has both ends opened, a lower end closed by a plug 18, and an upper end forming an opening 20 communicating with the inner chamber.
  • a stud portion 7 of the ball stud 5 protrudes upward from the opening 20 .
  • the inner peripheral surface of the housing main body 17 is gradually reduced in diameter toward the opening 20 .
  • the opening 20 is widened upward.
  • the opening 20 is covered with a dust cover 22.
  • the dust cover 22 is formed in a cylindrical shape from an elastic member.
  • the dust cover 22 is attached over the outer peripheral surface of the housing body 17 and the stud portion 7 of the ball stud 5 .
  • the dust cover 22 has a lower end fixed to the housing main body 17 and an upper end pressed against the outer peripheral surface of the stud portion 7 .
  • the lower end of the dust cover 22 is fitted into a mounting groove 23 formed in the outer peripheral surface of the housing main body 17, and is tightened and fixed to the mounting groove 23 by an annular clip 24 or the like as a fixing member.
  • the mounting groove 23 is formed on the outer peripheral surface of the housing main body portion 17 at a position near the upper end portion.
  • a coming-off prevention portion 26 for increasing the contact area with the arm portion 3 is formed on the outer peripheral surface of the housing body portion 17.
  • the coming-off prevention portion 26 is formed in a stepped shape.
  • the retaining portion 26 is formed as a projecting portion projecting outward from the outer peripheral surface of the housing main body portion 17 .
  • the removal prevention portion 26 is positioned at the center portion in the vertical direction, which is the axial direction of the housing body portion 17 .
  • the plug 18 forms the bottom of the housing 15.
  • the plug 18 holds the bearing seat 8 inside the housing 15 by closing the lower end of the housing body 17 .
  • the plug 18 is axially opposed to the ball portion 6 via the bearing seat 8 and is the portion of the housing 15 that receives the largest load from the ball stud 5 side.
  • the plug 18 is formed in an annular or disk shape (disc shape). In this embodiment, the central portion of the plug 18 is recessed downward. The lower end of the bearing seat 8 is in contact with the plug 18 . In the present embodiment, the lower ends of the first sheet member 10 and the second sheet member 11 are in contact with the plug 18 .
  • the plug 18 is supported by a support portion 27 formed on the lower end side of the housing main body portion 17 at its outer edge.
  • the support portion 27 is formed in a groove shape on the inner peripheral surface (inner chamber) of the housing main body portion 17 .
  • the support portion 27 is formed continuously in the circumferential direction of the housing body portion 17 .
  • the plug 18 is held and fixed to the housing main body 17 by caulking deformation of the caulking portion 28 .
  • the crimped portion 28 is formed at the lower end portion of the housing body portion 17 in proximity to the support portion 27 .
  • the crimped portion 28 is crimped and deformed toward the central axis so that the outer edge portion of the plug 18 is vertically sandwiched between the support portion 27 and the crimped portion 28 .
  • the crimped portion 28 is not deformed when the housing main body portion 17 is formed, and extends along the axial direction of the housing main body portion 17.
  • the crimped portion 28 is not deformed. It is crimped and deformed so as to fall on the central axis side.
  • the arm portion 3 is integrally formed with the housing 15 .
  • the arm portion 3 is molded from a synthetic resin, which is a fiber-reinforced resin in this embodiment.
  • the arm portion 3 is formed to extend in an elongated shape perpendicular to the axis with respect to the housing 15 .
  • a ball joint 2 is formed at one longitudinal end of the arm portion 3 .
  • a connection portion 29 such as a female screw portion or a bush portion may be formed at the other end portion in the longitudinal direction of the arm portion 3.
  • FIG. 1 As shown in FIG.
  • the arm part 3 has an arm body part 30 connected to the housing 15.
  • the arm main body 30 is formed to cover a predetermined vertical width range including the central portion in the axial direction, that is, the vertical direction, of the outer peripheral surface of the housing main body 17 of the housing 15 .
  • the arm main body 30 is formed to cover a predetermined vertical width range including the detachment prevention portion 26 of the housing main body 17 .
  • the caulked portion 28 protrudes downward from the lower portion of the arm portion main body portion 30
  • the upper end side of the housing main portion 17 including the mounting groove 23 protrudes upward from the upper portion of the arm portion main body portion 30 . That is, both end portions of the housing 15 of the ball joint 2 protrude with respect to the arm body portion 30 .
  • the arm main body 30 is made of discontinuous fiber reinforced resin.
  • the discontinuous fiber reinforced resin is a thermoplastic resin containing discontinuous fibers.
  • a discontinuous fiber is a chopped fiber obtained by cutting a continuous fiber into a predetermined length.
  • discontinuous fibers for example, discontinuous carbon fibers are preferably used.
  • a covering portion 31 is integrally formed on the arm main body portion 30 .
  • the covering portion 31 is formed in a layered shape having a vertical thickness smaller than that of the arm main body portion 30 .
  • the covering portion 31 covers at least a portion of the crimped portion 28 of the housing 15 . That is, the covering portion 31 of the present embodiment is positioned below the arm main body portion 30 .
  • the covering portion 31 continuously covers at least a portion of the crimped portion 28 and at least a portion of the lower surface of the arm body portion 30 adjacent to the crimped portion 28 .
  • the covering portion 31 continuously covers the entire crimped portion 28 and at least a portion of the plug 18 and the lower surface of the arm body portion 30 .
  • the covering portion 31 continuously covers the lower surface of the plug 18 including the entire crimped portion 28 and the entire lower surface and side surfaces of the arm body portion 30 .
  • the covering portion 31 of the present embodiment continuously covers the entire surface of the arm body portion 30 except for the upper surface.
  • the covering portion 31 is formed of a sheet-like continuous fiber reinforced resin (prepreg).
  • the continuous fiber reinforced resin is formed into a sheet in advance by impregnating continuous fibers with a thermoplastic resin.
  • the continuous fibers may be a unidirectional material (UD prepreg) arranged so as to be continuous in one predetermined direction, or a woven material (cross prepreg) arranged so as to be continuous in two predetermined directions crossing each other.
  • UD prepreg unidirectional material
  • cross prepreg woven material
  • continuous fiber for example, continuous carbon fiber is preferably used.
  • the ball joint 2 is first assembled.
  • the ball joint 2 is arranged so that the bearing seat 8 rotatably holding the ball portion 6 is housed inside the housing 15 (arrangement step).
  • the bearing seat 8 may be molded in advance and fitted to the outer peripheral surface of the ball portion 6, or may be injection molded using the ball portion 6 as a core.
  • the housing 15 may be formed by forming the housing main body 17 in advance and assembling the ball portion 6 and the bearing seat 8 inside the housing main body 17, or by using the ball portion 6 and the bearing seat 8 as cores. 17 may be cast.
  • the stud portion 7 may be formed integrally with the ball portion 6 in advance, or may be connected to the ball portion 6 by a post-process such as welding.
  • the plug 18 is placed on the support portion 27 of the housing main body portion 17, and the crimped portion 28 is caulked and deformed so that the plug 18 is securely fixed to the housing main body portion 17 (caulking step).
  • the housing 15 in which the crimped portion 28 has been crimped and deformed is set in a mold, and the discontinuous fiber reinforced resin and the continuous fiber reinforced resin are set in the mold and heated and pressurized to form the arm portion 3, A predetermined shape covering at least a part of the crimped portion 28 is formed by hot press molding (forming step).
  • the arm member 1 having the connection portion 29 such as a bush portion, the bush portion and the like are also set in the mold when the housing 15 is set in the mold.
  • the dust cover 22 is attached from the housing 15 to the stud portion 7 and fixed by tightening with the clips 24 (attachment step) to complete the arm member 1 .
  • the arm member 1 manufactured in this manner includes an arm portion body portion 30 in which the arm portion 3 is formed of discontinuous fiber reinforced resin, and a covering portion 31 formed of continuous fiber reinforced resin.
  • the strength (tensile strength) of the covering portion 31 against the load input to the ball portion 6 from below from the outside that is, the load that tries to restore the crimping deformation of the crimped portion 28
  • the crimped portion 28 acts as a resistive force against the return deformation of the crimped portion 28 , it is possible to secure the holding strength of the ball portion 6 by the crimped portion 28 of the housing 15 . That is, it is possible to suppress the crimped portion 28 from opening due to the external load input to the ball portion 6 , and the ball portion 6 can be reliably held inside the housing 15 .
  • the ball portion 6 is held inside the housing 15 by crimping and deforming the crimping portion 28 while the ball portion 6 is inserted into the housing 15.
  • the arm main body 30 and the covering 31 are formed by hot-press molding the continuous fiber reinforced resin, the molding process of the arm main body 30 and the covering 31 is hindered by the crimping process of crimping the crimped part 28.
  • the covering portion 31 that covers at least a portion of the crimped portion 28 can be easily formed without having to do so.
  • the housing 15 is formed by a housing body portion 17 and a plug 18 covering one end side thereof.
  • the cover 31 prevents the plug 18 from coming off the housing main body 17 , and the ball 6 can be reliably held inside the housing 15 .
  • the covering portion 31 covers at least a part of the surface of the arm main body portion 30 adjacent to the crimped portion 28, the covering portion 31 is arranged continuously from the arm main body portion 30 to the crimped portion 28, so that the ball portion
  • the strength of the covering portion 31 can be improved against the downward load input to the housing 15 from below, that is, the load that attempts to restore the crimped deformation of the crimped portion 28, and the strength of holding the ball portion 6 by the crimped portion 28 of the housing 15 can be improved.
  • the housing 15 is not limited to the configuration consisting of the housing main body 17 and the plug 18, and the crimped portion 28 is formed in advance in a cylindrical shape with a bottom, and the opening side thereof is crimped and deformed. Even if it is a structure, it can apply similarly.
  • the arm member 1 may be used in any device other than the vehicle steering device or suspension device.
  • the present invention is suitably used, for example, in a steering system or a suspension system of an automobile.

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Abstract

ハウジングのかしめ部によるボール部の保持強度を確保可能なアーム部材及びその製造方法を提供する。アーム部材(１)は、ボールジョイント(２)と、アーム部(３)と、を備える。ボールジョイント(２)は、ボール部(６)を備えるボールスタッド(５)を有する。ボールジョイント(２)は、かしめ部(２８)を備えかしめ部(２８)の変形によりボール部(６)を内部に保持するハウジング(１５)を有する。アーム部(３)は、不連続繊維強化樹脂により形成され、ハウジング(１５)に連なるアーム部本体部(３０)を有する。アーム部(３)は、連続繊維強化樹脂により形成され、かしめ部(２８)の少なくとも一部を覆う被覆部(３１)を有する。

Description

アーム部材及びその製造方法
　本発明は、かしめ部を備える受け側部材を有するボールジョイントと受け側部材に連なって形成されるアーム部とを備えるアーム部材及びその製造方法に関する。
　従来、自動車等の車両の操舵装置や懸架装置において、一部を繊維強化樹脂（ＦＲＰ）により形成することで軽量化を図った部品が用いられることがある。
　例えば、不連続繊維強化樹脂（ランダムチョップ材）を熱プレスして成形したサスペンションアームがある。このようなサスペンションアームにおいて強度を確保するためには、不連続繊維強化樹脂の使用量を多くする必要があり、この場合には結果として軽量化が図れないという課題がある。そこで、不連続繊維強化樹脂の表面に連続繊維強化樹脂を配置することにより、強度向上及び軽量化を両立するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許第６４０８８５１号公報（第５－８頁、図６）
　上記特許文献１に記載されているようなサスペンションアームの場合、アーム部の端部には、ボールジョイントが設けられている。ボールジョイントが、受け側部材であるハウジングの一部をかしめ変形することにより内部に収容したボール部を回動可能に保持する場合、ボール部に入力された外部からの荷重によってかしめ部が開いてハウジングからボール部が脱落しないようにすることが求められる。このような課題は、サスペンションアーム以外のアーム部材でも同様に生じる。
　本発明は、このような点に鑑みなされたもので、受け側部材のかしめ部によるボール部の保持強度を確保可能なアーム部材及びその製造方法を提供することを目的とする。
　請求項１記載のアーム部材は、ボール部を備えるボール側部材と、かしめ部を備えこのかしめ部の変形により前記ボール部を内部に保持する受け側部材と、を有するボールジョイントと、不連続繊維強化樹脂により形成され、前記受け側部材に連なるアーム部本体部と、連続繊維強化樹脂により形成され、前記かしめ部の少なくとも一部を覆う被覆部と、を有するアーム部と、を備えるものである。
　請求項２記載のアーム部材は、請求項１記載のアーム部材において、受け側部材は、筒状の受け側部材本体部と、この受け側部材本体部の一端部側を覆う閉塞部材と、をさらに備え、かしめ部は、前記受け側部材本体部の一端部側に形成され、かしめ変形により前記閉塞部材を前記受け側部材本体部に固定するものである。
　請求項３記載のアーム部材は、請求項１または２記載のアーム部材において、被覆部は、かしめ部に隣接するアーム部本体部の表面の少なくとも一部を覆うものである。
　請求項４記載のアーム部材の製造方法は、請求項１ないし３いずれか一記載のアーム部材を製造するアーム部材の製造方法であって、ボール部を受け側部材に挿入した状態でかしめ部をかしめ変形することにより前記ボール部を前記受け側部材の内部に保持するかしめ工程と、このかしめ工程の後に、不連続繊維強化樹脂及び連続繊維強化樹脂を熱プレス成形してアーム部本体部及び被覆部を形成する成形工程と、を備えるものである。
　請求項１記載のアーム部材によれば、ボール部に入力された外部からの荷重に対し、被覆部の強度がかしめ部の復帰変形に対する抵抗力として作用するため、受け側部材のかしめ部の強度を確保可能となる。
　請求項２記載のアーム部材によれば、請求項１記載のアーム部材の効果に加えて、受け側部材本体部からの閉塞部材の脱落を被覆部によって抑制し、ボール部を受け側部材の内部に確実に保持可能となる。
　請求項３記載のアーム部材によれば、請求項１または２記載のアーム部材の効果に加えて、アーム部本体部からかしめ部に亘り連なって被覆部が配置されるため、ボール部に入力された外部からの荷重に対する被覆部の強度を向上でき、受け側部材のかしめ部によるボール部の保持強度を向上できる。
　請求項４記載のアーム部材の製造方法によれば、アーム部本体部及び被覆部の成形工程がかしめ部をかしめ変形するかしめ工程に阻害されることがなく、かしめ部の少なくとも一部を覆う被覆部を容易に形成できる。
本発明の一実施の形態のアーム部材を示す一部の断面図である。 （ａ）は同上アーム部材の一例を示す斜視図、（ｂ）は同上アーム部材の他の例を示す斜視図、（ｃ）は同上アーム部材のさらに他の例を示す斜視図、（ｄ）は同上アーム部材のさらに他の例を示す斜視図である。
　以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。
　図１において、１はアーム部材を示す。本実施の形態において、アーム部材１は、例えば自動車の操舵装置や懸架装置に用いられる車両用アーム部材である。アーム部材１は、ボールジョイント２と、このボールジョイント２と一体的に成形されるアーム部３と、を備えるボールジョイント装置である。アーム部材１は、任意の物としてよいが、例えば図２（ａ）に示すタイロッドエンド、図２（ｂ）に示すＩアーム等とも呼ばれる直線状のマルチリンク式サスペンションアーム、図２（ｃ）に示すダブルウィッシュボーン式サスペンションのアッパアームまたはロアアーム、図２（ｄ）に示すマクファーソンストラット式サスペンションのロアアーム等に好適に用いられる。
　図１に示すように、ボールジョイント２は、ボール側部材であるボールスタッド５を備える。ボールスタッド５は、例えば鋼鉄等により軸状に形成されている。ボールスタッド５は、一端部にボール部６を有し、ボール部６から他端部に、軸状（円柱状）のスタッド部７が突設されている。スタッド部７は、図示しない外部の被接続部材と接続される。以下、本実施の形態では、説明を明確にするために、ボール部６側を一端側または下側、スタッド部７側を他端側または上側として説明するが、アーム部材１における上下方向は、その設置される向きや角度に応じて適宜設定されるものとする。
　ボール部６は、摺動部材であるベアリングシート８により回動可能に保持される。ベアリングシート８は、合成樹脂により円筒状に形成されている。本実施の形態において、ベアリングシート８は、２ピース構造となっている。つまり、図示されるベアリングシート８は、第一シート部材１０と、第二シート部材１１と、を有する。第一シート部材１０は、ボール部６の赤道位置Ｅから上側に亘る範囲を回動可能に保持する。ここで、ボール部６の赤道位置Ｅとは、ボールスタッド５の軸方向においてボール部６の最大径となる位置である。第二シート部材１１は、第一シート部材１０の下端部側に内挿されている。第二シート部材１１は、ボール部６の赤道位置Ｅよりも下側の範囲を回動可能に保持する。図示される例では、第二シート部材１１には、ボール部６の外周面に対向する内周側の位置に、潤滑剤の溜め部１３が凹設されている。
　ベアリングシート８は、ボール部６とともに、受け側部材であるハウジング１５に収容されている。ハウジング１５は、ソケットなどとも呼ばれるもので、鍛造、あるいは鋳造などにより形成された金属製である。本実施の形態において、ハウジング１５は、円筒状の受け側部材本体部であるハウジング本体部１７と、ハウジング本体部１７の端部を閉塞する閉塞部材であるプラグ１８と、を有する。ハウジング本体部１７とプラグ１８とによって、ハウジング１５の内部にベアリングシート８が嵌着されてベアリングシート８を収容保持する内室が形成されている。
　ハウジング本体部１７は、一定または略一定の内径寸法及び外径寸法を有する直円筒状に形成されている。ハウジング本体部１７は、両端部が開口され、下端部がプラグ１８により閉塞されるとともに、上端部が内室と連通する開口部２０となっている。開口部２０からボールスタッド５のスタッド部７が上方に突出している。開口部２０に向かいハウジング本体部１７の内周面が徐々に縮径されている。開口部２０は、上方に向かい拡開されている。
　開口部２０は、ダストカバー２２により覆われる。ダストカバー２２は、弾性を有する部材により円筒状に形成されている。ダストカバー２２は、ハウジング本体部１７の外周面とボールスタッド５のスタッド部７とに亘り取り付けられる。ダストカバー２２は、下端部がハウジング本体部１７に固定され、上端部がスタッド部７の外周面に圧接されている。図示される例では、ダストカバー２２の下端部は、ハウジング本体部１７の外周面に形成された取付溝２３に嵌合され、固定部材である円環状等のクリップ２４により取付溝２３に締め付け固定されている。本実施の形態において、取付溝２３は、ハウジング本体部１７の外周面の上端部寄りの位置に形成されている。
　また、ハウジング本体部１７の外周面には、アーム部３との接触面積を増加させる抜け防止部２６が形成されている。抜け防止部２６は、段差状に形成されている。本実施の形態において、抜け防止部２６は、ハウジング本体部１７の外周面から外方に突出する突出部として形成されている。図示される例では、抜け防止部２６は、ハウジング本体部１７の軸方向である上下方向の中央部に位置している。
　プラグ１８は、ハウジング１５の底部をなす。プラグ１８は、ハウジング本体部１７の下端部を閉塞することでベアリングシート８をハウジング１５の内部に保持する。プラグ１８は、ベアリングシート８を介してボール部６と軸方向に対向する位置にあり、ハウジング１５においてボールスタッド５側から最も大きな荷重を受ける部分である。
　プラグ１８は、円環状または円板状（円盤状）に形成されている。本実施の形態において、プラグ１８の中央部は、下方に窪んで形成されている。プラグ１８には、ベアリングシート８の下端部が当接されている。本実施の形態において、プラグ１８には、第一シート部材１０及び第二シート部材１１のそれぞれの下端部が当接されている。
　また、プラグ１８は、外縁部がハウジング本体部１７の下端部側に形成された支持部２７に支持されている。支持部２７は、ハウジング本体部１７の内周面（内室）に溝状に形成されている。支持部２７は、ハウジング本体部１７の周方向に連なって形成されている。さらに、プラグ１８は、ハウジング本体部１７に対し、かしめ部２８のかしめ変形により保持固定される。かしめ部２８は、支持部２７に近接してハウジング本体部１７の下端部に形成されている。かしめ部２８は、中心軸側にかしめ変形されることでプラグ１８の外縁部を支持部２７との間で上下に挟み込むようになっている。
　かしめ部２８は、ハウジング本体部１７が形成された時点では変形されておらず、ハウジング本体部１７の軸方向に沿っており、プラグ１８をハウジング本体部１７に固定する際にハウジング本体部１７の中心軸側に倒れるようにかしめ変形される。
　そして、ハウジング１５には、アーム部３が一体的に形成されている。アーム部３は、合成樹脂、本実施の形態では繊維強化樹脂により成形される。アーム部３は、ハウジング１５に対し、軸直方向に長尺状に延びて形成される。本実施の形態において、アーム部３の長手方向の一端部にボールジョイント２が形成されている。図２（ａ）ないし図２（ｄ）に示すように、アーム部３の長手方向の他端部には、雌ねじ部やブッシュ部等の接続部２９が形成されていてもよい。
　図１に示すように、アーム部３は、ハウジング１５に連なるアーム部本体部３０を有する。アーム部本体部３０は、ハウジング１５のハウジング本体部１７の外周面の軸方向すなわち上下方向の中央部を含む所定の上下幅の範囲を覆うように形成されている。本実施の形態において、アーム部本体部３０は、ハウジング本体部１７の抜け防止部２６を含む所定の上下幅の範囲を覆うように形成されている。アーム部本体部３０の下部に対し、かしめ部２８が下方に突出し、アーム部本体部３０の上部に対し、取付溝２３を含むハウジング本体部１７の上端部側が上方に突出する。すなわち、アーム部本体部３０に対し、ボールジョイント２のハウジング１５の両端部がそれぞれ突出している。
　アーム部本体部３０は、不連続繊維強化樹脂により形成される。本実施の形態において、不連続繊維強化樹脂は、不連続繊維を含有する熱可塑性樹脂である。不連続繊維とは、連続繊維が所定長さに裁断されたチョップドファイバをいう。不連続繊維としては、例えば不連続炭素繊維が好適に用いられる。
　アーム部本体部３０には、被覆部３１が一体的に成形される。被覆部３１は、アーム部本体部３０よりも上下方向の厚みが小さい層状に形成されている。被覆部３１は、ハウジング１５のかしめ部２８の少なくとも一部を覆う。すなわち、本実施の形態の被覆部３１は、アーム部本体部３０の下部に位置する。本実施の形態において、被覆部３１は、かしめ部２８の少なくとも一部と、かしめ部２８に隣接するアーム部本体部３０の下部表面の少なくとも一部と、を連なって覆う。好ましくは、被覆部３１は、かしめ部２８全体及びプラグ１８の少なくとも一部と、アーム部本体部３０の下部表面とを連なって覆う。図示される例では、被覆部３１は、かしめ部２８全体を含むプラグ１８の下面及びアーム部本体部３０の下部表面全体及び側面全体を連なって覆う。つまり、本実施の形態の被覆部３１は、アーム部本体部３０の上面を除く表面全体を連続的に覆う。
　被覆部３１は、シート状の連続繊維強化樹脂（プリプレグ）により形成される。連続繊維強化樹脂は、連続繊維に熱可塑性樹脂を含浸させて予めシート状に形成されている。連続繊維は、所定の一方向に連続するように配置された一方向材（ＵＤプリプレグ）でもよいし、互いに交差する所定の二方向に連続するように配置された織物材（クロスプリプレグ）でもよい。連続繊維としては、例えば連続炭素繊維が好適に用いられる。
　次に、アーム部材１の製造方法について説明する。
　アーム部材１を製造する際には、まず、ボールジョイント２を組み立てる。ボールジョイント２は、ボール部６を回動可能に保持したベアリングシート８がハウジング１５の内部に収容されるように配置する（配置工程）。配置工程において、ベアリングシート８は、予め成形してボール部６の外周面に嵌着してもよいし、ボール部６を中子として射出成形してもよい。また、ハウジング１５は、ハウジング本体部１７を予め成形してボール部６及びベアリングシート８をハウジング本体部１７の内部に組み付けてもよいし、ボール部６及びベアリングシート８を中子としてハウジング本体部１７を鋳造してもよい。なお、スタッド部７は、ボール部６と一体的に予め成形していてもよいし、ボール部６に対して溶接等の後工程によって接続してもよい。
　次いで、プラグ１８をハウジング本体部１７の支持部２７に載置し、かしめ部２８をかしめ変形することでプラグ１８をハウジング本体部１７に抜け止め固定する（かしめ工程）。
　この後、かしめ部２８をかしめ変形したハウジング１５を成形型にセットするとともに、不連続繊維強化樹脂、及び、連続繊維強化樹脂を成形型にセットし、加熱及び加圧して、アーム部３を、かしめ部２８の少なくとも一部を覆う所定形状に熱プレス成形する（成形工程）。なお、ブッシュ部等の接続部２９を備えるアーム部材１の場合には、ハウジング１５を成形型にセットする際にブッシュ部等も成形型にセットしておく。
　そして、ダストカバー２２をハウジング１５からスタッド部７に亘り取り付けてクリップ２４により締め付け固定し（取付工程）、アーム部材１を完成する。
　このように製造されたアーム部材１は、アーム部３が不連続繊維強化樹脂により形成されたアーム部本体部３０と、連続繊維強化樹脂により形成された被覆部３１とからなり、被覆部３１がかしめ部２８の少なくとも一部を覆うことで、ボール部６に入力された外部からの下方、すなわちかしめ部２８のかしめ変形を復帰させようとする荷重に対し、被覆部３１の強度（引張強度）がかしめ部２８の復帰変形に対する抵抗力として作用するため、ハウジング１５のかしめ部２８によるボール部６の保持強度を確保可能となる。すなわち、ボール部６に入力された外部からの荷重によってかしめ部２８が開くことを抑制でき、ボール部６をハウジング１５の内部に確実に保持しておくことができる。
　特に、アーム部材１は、製造時に、まずボール部６をハウジング１５に挿入した状態でかしめ部２８をかしめ変形することによりボール部６をハウジング１５の内部に保持し、その後、不連続繊維強化樹脂及び連続繊維強化樹脂を熱プレス成形してアーム部本体部３０及び被覆部３１を形成するため、アーム部本体部３０及び被覆部３１の成形工程がかしめ部２８をかしめ変形するかしめ工程に阻害されることがなく、かしめ部２８の少なくとも一部を覆う被覆部３１を容易に形成できる。
　ハウジング１５を、ハウジング本体部１７と、その一端部側を覆うプラグ１８とにより形成し、かしめ部２８をハウジング本体部１７の一端部側に形成して、かしめ部２８のかしめ変形によりプラグ１８をハウジング本体部１７に固定する構成とすることで、ハウジング本体部１７からのプラグ１８の脱落を被覆部３１によって抑制し、ボール部６をハウジング１５の内部に確実に保持可能となる。
　被覆部３１がかしめ部２８に隣接するアーム部本体部３０の表面の少なくとも一部を覆うことで、アーム部本体部３０からかしめ部２８に亘り連なって被覆部３１が配置されるため、ボール部６に入力された外部からの下方、すなわちかしめ部２８のかしめ変形を復帰させようとする荷重に対する被覆部３１の強度を向上でき、ハウジング１５のかしめ部２８によるボール部６の保持強度を向上できる。
　なお、上記一実施の形態において、ハウジング１５は、ハウジング本体部１７とプラグ１８とからなる構成に限らず、有底円筒状に予め形成されてその開口部側をかしめ変形するかしめ部２８とした構成であっても、同様に適用できる。
　また、アーム部材１は、車両の操舵装置、あるいは懸架装置に限らず、任意の装置に用いてよい。
　本発明は、例えば自動車の操舵装置あるいは懸架装置に好適に用いられる。
　１　　　アーム部材
　２　　　ボールジョイント
　３　　　アーム部
　５　　　ボール側部材であるボールスタッド
　６　　　ボール部
　１５　　受け側部材であるハウジング
　１７　　受け側部材本体部であるハウジング本体部
　１８　　閉塞部材であるプラグ
　２８　　かしめ部
　３０　　アーム部本体部
　３１　　被覆部

Claims (4)

  1. 　ボール部を備えるボール側部材と、かしめ部を備えこのかしめ部の変形により前記ボール部を内部に保持する受け側部材と、を有するボールジョイントと、
    　不連続繊維強化樹脂により形成され、前記受け側部材に連なるアーム部本体部と、連続繊維強化樹脂により形成され、前記かしめ部の少なくとも一部を覆う被覆部と、を有するアーム部と、
    　を備えることを特徴とするアーム部材。
  2. 　受け側部材は、筒状の受け側部材本体部と、この受け側部材本体部の一端部側を覆う閉塞部材と、をさらに備え、
    　かしめ部は、前記受け側部材本体部の一端部側に形成され、かしめ変形により前記閉塞部材を前記受け側部材本体部に固定する
    　ことを特徴とする請求項１記載のアーム部材。
  3. 　被覆部は、かしめ部に隣接するアーム部本体部の表面の少なくとも一部を覆う
    　ことを特徴とする請求項１または２記載のアーム部材。
  4. 　請求項１ないし３いずれか一記載のアーム部材を製造するアーム部材の製造方法であって、
    　ボール部を受け側部材に挿入した状態でかしめ部をかしめ変形することにより前記ボール部を前記受け側部材の内部に保持するかしめ工程と、
    　このかしめ工程の後に、不連続繊維強化樹脂及び連続繊維強化樹脂を熱プレス成形してアーム部本体部及び被覆部を形成する成形工程と、
    　を備えることを特徴とするアーム部材の製造方法。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0435008U (ja) * 1990-07-16 1992-03-24
JPH10151931A (ja) * 1996-09-30 1998-06-09 Bridgestone Corp スタビライザー用リンクロッド及びその製造方法
JP2016075333A (ja) * 2014-10-06 2016-05-12 Ｔｈｋリズム株式会社 ボールジョイント
JP2017128244A (ja) * 2016-01-21 2017-07-27 トヨタ自動車株式会社 車両のサスペンション部材
JP2018176916A (ja) * 2017-04-10 2018-11-15 トヨタ自動車株式会社 車両のサスペンションアーム

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0366913A (ja) * 1989-08-03 1991-03-22 Ishikawa Tekko Kk ボールジョイント
KR101857173B1 (ko) * 2016-02-04 2018-05-16 주식회사 일진 볼 조인트 및 그 제작방법
JP7079584B2 (ja) * 2017-10-03 2022-06-02 株式会社ブリヂストン 自動車用アーム及び自動車用アームの製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0435008U (ja) * 1990-07-16 1992-03-24
JPH10151931A (ja) * 1996-09-30 1998-06-09 Bridgestone Corp スタビライザー用リンクロッド及びその製造方法
JP2016075333A (ja) * 2014-10-06 2016-05-12 Ｔｈｋリズム株式会社 ボールジョイント
JP6408851B2 (ja) 2014-10-06 2018-10-17 Ｔｈｋリズム株式会社 ボールジョイント
JP2017128244A (ja) * 2016-01-21 2017-07-27 トヨタ自動車株式会社 車両のサスペンション部材
JP2018176916A (ja) * 2017-04-10 2018-11-15 トヨタ自動車株式会社 車両のサスペンションアーム

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