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技術 サスペンション部材の製造方法

出願人 株式会社神戸製鋼所
発明者 細井寛哲矢崎啓二
出願日 2016年3月14日 (4年9ヶ月経過) 出願番号 2016-049543
公開日 2017年9月21日 (3年3ヶ月経過) 公開番号 2017-165126
状態 特許登録済
技術分野 鍛造 車体懸架装置
主要キーワード 分アーム スペース制約 形状制約 外リブ 基準角度θ 占有割合 鍛造方向 被鍛造材
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (16)

課題

アーム部の断面二次モーメントを高めることが可能なサスペンション部材の製造方法を提供すること。

解決手段

サスペンション部材の製造方法であって、第1金型(61)及び第2金型(62)によって被鍛造材鍛造する鍛造工程を含み、鍛造工程では、第1金型(61)及び第2金型(62)として、外側第1外面及び外側第1内面平坦となりかつ内側第2外面及び内側第2内面が平坦となるとともに、アーム部の断面二次モーメントが最も大きくなる中立軸である強軸(A)と外側第1外面とのなす角が強軸(A)と外側第1内面とのなす角よりも小さくなり、かつ、強軸(A)と内側第2外面とのなす角が強軸(A)と内側第2内面とのなす角よりも小さくなる形状を有するものを用い、鍛造方向が強軸(A)に対して傾斜する状態で第1金型及び第2金型により被鍛造材をその両側から挟持すること。

概要

背景

従来、車両の本体と車輪との間に設けられるサスペンションを構成するサスペンション部材として、いわゆるI型サスペンションリンクが知られている。このサスペンション部材は、ボールジョイントを支持するジョイント支持部と、ゴム等からなるブッシュを保持するブッシュ保持部と、ジョイント支持部とブッシュ保持部とを連結するアーム部と、を備えている。通常、サスペンション部材の周囲には、ドライブシャフトスプリング等の部品が存在する。それらの部品とサスペンション部材との干渉を避けるため、特許文献1等に見られるように、アーム部は、ジョイント支持部とブッシュ保持部とを結ぶ連結線に対して直交する直交方向について前記連結線から離間する向きに凸となるように湾曲する形状に設定されることが多い。

このサスペンション部材には、ジョイント支持部とブッシュ保持部とが前記連結線に沿って互いに近づく方向及び互いに離間する方向の外力が作用するので、アーム部には曲げモーメントが生じる。アーム部の形状は、この曲げモーメントに対して十分な剛性(強度)が確保されかつなるべく軽量となるように設定される。特許文献1では、アーム部は、ジョイント支持部とブッシュ保持部とを連結する連結部と、連結部のうち前記直交方向について前記連結線から遠い側の端部に接続された外リブと、連結部のうち前記直交方向について前記連結線に近い側の端部に接続された内リブと、を有している。外リブ及び内リブは、前記連結線及び前記直交方向の双方に直交する幅方向に沿って延びる形状を有している。

また、一般に、サスペンション部材は、特許文献1に記載されるように、鍛造によって形成される。具体的に、サスペンション部材は、前記幅方向について被鍛造材をその両側から一対の金型で挟持することにより形成される。

概要

アーム部の断面二次モーメントを高めることが可能なサスペンション部材の製造方法を提供すること。サスペンション部材の製造方法であって、第1金型(61)及び第2金型(62)によって被鍛造材を鍛造する鍛造工程を含み、鍛造工程では、第1金型(61)及び第2金型(62)として、外側第1外面及び外側第1内面平坦となりかつ内側第2外面及び内側第2内面が平坦となるとともに、アーム部の断面二次モーメントが最も大きくなる中立軸である強軸(A)と外側第1外面とのなす角が強軸(A)と外側第1内面とのなす角よりも小さくなり、かつ、強軸(A)と内側第2外面とのなす角が強軸(A)と内側第2内面とのなす角よりも小さくなる形状を有するものを用い、鍛造方向が強軸(A)に対して傾斜する状態で第1金型及び第2金型により被鍛造材をその両側から挟持すること。

目的

本発明の目的は、アーム部の断面二次モーメントを高めることが可能なサスペンション部材の製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ボールジョイント支持可能なジョイント支持部と、円筒状に形成されておりブッシュ保持可能なブッシュ保持部と、前記ジョイント支持部と前記ブッシュ保持部とを連結するとともに前記ジョイント支持部と前記ブッシュ保持部とを結ぶ連結線に直交する高さ方向について前記連結線から離間する向きに凸となるように湾曲する形状を有するアーム部と、を含むサスペンション部材であって、前記アーム部は、前記ジョイント支持部と前記ブッシュ保持部とを連結する連結部と、前記連結部のうち前記連結線から遠い側の端部に接続されており前記連結線及び前記高さ方向の双方に直交する幅方向に延びる形状を有する外リブと、前記連結部のうち前記連結線に近い側の端部に接続されており前記幅方向に延びる形状を有する内リブと、を有し、前記外リブのうち前記高さ方向について前記連結線から遠い側の外面と前記内リブのうち前記高さ方向について前記連結線に近い側の外面とを通るとともに前記連結線と交差する平面であって当該平面と前記外リブの外面とのなす角と当該平面と前記内リブの外面とのなす角とが互いに等しくなる平面での断面において、前記外リブは、前記連結部の一方側に位置する外側第1リブと、前記連結部の他方側に位置する外側第二リブと、を有し、前記内リブは、前記連結部の一方側に位置する内側第1リブと、前記連結部の他方側に位置する内側第2リブと、を有する、サスペンション部材の製造方法であって、互いに接離可能な第1金型及び第2金型であって当該第1金型及び当該第2金型が互いに接触した状態において前記サスペンション部材を形成可能な空間を形成するとともに前記外リブの外面と前記内リブの外面とにパーティングラインを形成するものによって、被鍛造材をその両側から挟持することにより前記被鍛造材を鍛造する鍛造工程を含み、前記鍛造工程では、前記第1金型及び前記第2金型として、前記外側第1リブのうち前記内側第1リブから遠い側の外側第1外面及び前記外側第1リブのうち前記内側第1リブと対向する外側第1内面がそれぞれ平坦となり、かつ、前記内側第2リブのうち前記外側第2リブから遠い側の内側第2外面及び前記内側第2リブのうち前記外側第2リブと対向する内側第2内面がそれぞれ平坦となるとともに、前記断面における前記アーム部の断面二次モーメントが最も大きくなる中立軸である強軸と前記外側第1外面とのなす角が、前記強軸と前記外側第1内面とのなす角よりも小さくなり、かつ、前記強軸と前記内側第2外面とのなす角が、前記強軸と前記内側第2内面とのなす角よりも小さくなる形状を有するものを用い、前記第1金型及び前記第2金型が互いに近づく鍛造方向が前記強軸に対して傾斜する状態で当該第1金型及び当該第2金型により前記被鍛造材をその両側から挟持する、サスペンション部材の製造方法。

請求項2

請求項1に記載のサスペンション部材の製造方法において、前記鍛造工程では、前記第1金型及び前記第2金型として、前記外側第1外面及び前記内側第2外面がそれぞれ前記強軸と平行となる形状を有するものを用いる、サスペンション部材の製造方法。

請求項3

請求項2に記載のサスペンション部材の製造方法において、前記鍛造工程では、前記第1金型及び前記第2金型として、前記外リブの外面のうち前記パーティングラインと前記幅方向についての前記外側第1外面の外端部との間の部位の前記幅方向の寸法が前記幅方向についての前記外リブの外面の寸法の80%以上となるとともに当該部位が平坦となり、かつ、前記内リブの外面のうち前記パーティングラインと前記幅方向についての前記内側第2外面の外端部との間の部位の前記幅方向の寸法が前記幅方向についての前記内リブの外面の寸法の80%以上となるとともに当該部位が平坦となる形状を有するものを用いる、サスペンション部材の製造方法。

請求項4

請求項1ないし3のいずれかに記載のサスペンション部材の製造方法において、前記鍛造工程では、前記第1金型及び前記第2金型として、当該第1金型及び当該第2金型が互いに接触したときに前記ブッシュ保持部の軸方向について当該ブッシュ保持部の一方側の第1端面から他方側の第2端面に至るように直線状に延びる形状を有する連結パーティングラインであって、前記連結パーティングラインと前記ブッシュ保持部の軸方向とのなす角をθ′、前記軸方向についての前記ブッシュ保持部の高さ寸法をH′、前記ブッシュ保持部の外径をD′、前記連結パーティングラインの長手方向に対して直交する方向についての当該連結パーティングラインの幅寸法をW′とすると、180×(W′/H′)≦θ′≦arctan(H′/D′)の関係を満たす連結パーティングラインが前記ブッシュ保持部の外周面に形成されるものを用いる、サスペンション部材の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、サスペンション部材の製造方法に関するものである。

背景技術

0002

従来、車両の本体と車輪との間に設けられるサスペンションを構成するサスペンション部材として、いわゆるI型サスペンションリンクが知られている。このサスペンション部材は、ボールジョイントを支持するジョイント支持部と、ゴム等からなるブッシュを保持するブッシュ保持部と、ジョイント支持部とブッシュ保持部とを連結するアーム部と、を備えている。通常、サスペンション部材の周囲には、ドライブシャフトスプリング等の部品が存在する。それらの部品とサスペンション部材との干渉を避けるため、特許文献1等に見られるように、アーム部は、ジョイント支持部とブッシュ保持部とを結ぶ連結線に対して直交する直交方向について前記連結線から離間する向きに凸となるように湾曲する形状に設定されることが多い。

0003

このサスペンション部材には、ジョイント支持部とブッシュ保持部とが前記連結線に沿って互いに近づく方向及び互いに離間する方向の外力が作用するので、アーム部には曲げモーメントが生じる。アーム部の形状は、この曲げモーメントに対して十分な剛性(強度)が確保されかつなるべく軽量となるように設定される。特許文献1では、アーム部は、ジョイント支持部とブッシュ保持部とを連結する連結部と、連結部のうち前記直交方向について前記連結線から遠い側の端部に接続された外リブと、連結部のうち前記直交方向について前記連結線に近い側の端部に接続された内リブと、を有している。外リブ及び内リブは、前記連結線及び前記直交方向の双方に直交する幅方向に沿って延びる形状を有している。

0004

また、一般に、サスペンション部材は、特許文献1に記載されるように、鍛造によって形成される。具体的に、サスペンション部材は、前記幅方向について被鍛造材をその両側から一対の金型で挟持することにより形成される。

先行技術

0005

特開2004−175262号公報

発明が解決しようとする課題

0006

特許文献1に記載されるようなサスペンション部材(I型サスペンションリンク)では、できるだけ軽量化したいというニーズがある。そこで、前記幅方向と平行な中立軸回りのアーム部の断面二次モーメントを高めることが考えられるが、そのようにすることは、形状制約があるので困難である。形状制約とは、鍛造を安定的に行うために設定される金型形状に関する制約であり、その一つに抜き勾配がある。

0007

本発明の目的は、アーム部の断面二次モーメントを高めることが可能なサスペンション部材の製造方法を提供することである。

課題を解決するための手段

0008

前記課題を解決するために、本発明者らは、アーム部に作用する曲げに対する中立軸からの距離がなるべく大きくなる箇所に肉(アーム部を構成する部材)を配置することによりアーム部の断面二次モーメントが効果的に高められるものの、金型のうち外リブの外面(外リブのうち前記連結線から遠い側の端面)及び内リブの外面(内リブのうち前記連結線に近い側の端面)を形成する部位に抜き勾配が設けられる必要があるため、前記中立軸からの距離が最も大きくなる箇所に肉を配置することができず、このことがアーム部の断面二次モーメントの効果的な向上の制限になっていることに着目した。

0009

そして、鋭意検討した結果、本発明者らは、鍛造方向(一対の金型が互いに近づく方向)を中立軸に対して傾斜させることによって、抜き勾配の制限が緩和されること、及び、緩和された分アーム部を構成する肉を当該アーム部の中立軸からなるべく遠くに配置することによってアーム部の断面二次モーメントを高めることが可能となることに想到した。

0010

本発明は、このような観点からなされたものであり、ボールジョイントを支持可能なジョイント支持部と、円筒状に形成されておりブッシュを保持可能なブッシュ保持部と、前記ジョイント支持部と前記ブッシュ保持部とを連結するとともに前記ジョイント支持部と前記ブッシュ保持部とを結ぶ連結線に直交する高さ方向について前記連結線から離間する向きに凸となるように湾曲する形状を有するアーム部と、を含むサスペンション部材であって、前記アーム部は、前記ジョイント支持部と前記ブッシュ保持部とを連結する連結部と、前記連結部のうち前記連結線から遠い側の端部に接続されており前記連結線及び前記高さ方向の双方に直交する幅方向に延びる形状を有する外リブと、前記連結部のうち前記連結線に近い側の端部に接続されており前記幅方向に延びる形状を有する内リブと、を有し、前記外リブのうち前記高さ方向について前記連結線から遠い側の外面と前記内リブのうち前記高さ方向について前記連結線に近い側の外面とを通るとともに前記連結線と交差する平面であって当該平面と前記外リブの外面とのなす角と当該平面と前記内リブの外面とのなす角とが互いに等しくなる平面での断面において、前記外リブは、前記連結部の一方側に位置する外側第1リブと、前記連結部の他方側に位置する外側第二リブと、を有し、前記内リブは、前記連結部の一方側に位置する内側第1リブと、前記連結部の他方側に位置する内側第2リブと、を有する、サスペンション部材の製造方法であって、互いに接離可能な第1金型及び第2金型であって当該第1金型及び当該第2金型が互いに接触した状態において前記サスペンション部材を形成可能な空間を形成するとともに前記外リブの外面と前記内リブの外面とにパーティングラインを形成するものによって、被鍛造材をその両側から挟持することにより前記被鍛造材を鍛造する鍛造工程を含み、前記鍛造工程では、前記第1金型及び前記第2金型として、前記外側第1リブのうち前記内側第1リブから遠い側の外側第1外面及び前記外側第1リブのうち前記内側第1リブと対向する外側第1内面がそれぞれ平坦となり、かつ、前記内側第2リブのうち前記外側第2リブから遠い側の内側第2外面及び前記内側第2リブのうち前記外側第2リブと対向する内側第2内面がそれぞれ平坦となるとともに、前記断面における前記アーム部の断面二次モーメントが最も大きくなる中立軸である強軸と前記外側第1外面とのなす角が、前記強軸と前記外側第1内面とのなす角よりも小さくなり、かつ、前記強軸と前記内側第2外面とのなす角が、前記強軸と前記内側第2内面とのなす角よりも小さくなる形状を有するものを用い、前記第1金型及び前記第2金型が互いに近づく鍛造方向が前記強軸に対して傾斜する状態で当該第1金型及び当該第2金型により前記被鍛造材をその両側から挟持する、サスペンション部材の製造方法を提供する。

0011

本製造方法では、鍛造方向が強軸に対して傾斜した状態で被鍛造材が第1金型及び第2金型により鍛造されるので、金型に必要となる抜き勾配の制限が緩和され、しかも、両金型として、強軸と外側第1外面とのなす角が強軸と外側第1内面とのなす角よりも小さくなりかつ強軸と内側第2外面とのなす角が強軸と内側第2内面とのなす角よりも小さくなる形状を有するものが用いられるので、強軸からの距離が大きくなる箇所に肉(アーム部を構成する部材)が配置される。このため、外リブの外面及び内リブの外面を形成する部位に抜き勾配が設定される従来技術に比べ、断面二次モーメントの大きなアーム部が製造される。よって、従来に比べて前記断面におけるアーム部の断面積を小さくすること(アーム部の重量を小さくすること)が可能となる。

0012

なお、パーティングラインとは、鍛造工程で用いられる第1金型及び第2金型の合わせ面(分割面)に沿って形成されるラインを意味する。

0013

この場合において、前記鍛造工程では、前記第1金型及び前記第2金型として、前記外側第1外面及び前記内側第2外面がそれぞれ前記強軸と平行となる形状を有するものを用いることが好ましい。

0014

このようにすれば、強軸からの距離がより大きくなる箇所に肉が配置されるので、アーム部の断面二次モーメントが一層大きくなる。

0015

また、前記サスペンション部材の製造方法において、前記鍛造工程では、前記第1金型及び前記第2金型として、前記外リブの外面のうち前記パーティングラインと前記幅方向についての前記外側第1外面の外端部との間の部位の前記幅方向の寸法が前記幅方向についての前記外リブの外面の寸法の80%以上となるとともに当該部位が平坦となり、かつ、前記内リブの外面のうち前記パーティングラインと前記幅方向についての前記内側第2外面の外端部との間の部位の前記幅方向の寸法が前記幅方向についての前記内リブの外面の寸法の80%以上となるとともに当該部位が平坦となる形状を有するものを用いるが好ましい。

0016

このようにすれば、幅方向について外リブ及び内リブの大部分(80%以上の領域)において強軸からの距離が大きくなる箇所に肉が配置されるので、アーム部の断面二次モーメントが一層大きくなる。

0017

また、前記サスペンション部材の製造方法において、前記鍛造工程では、前記第1金型及び前記第2金型として、当該第1金型及び当該第2金型が互いに接触したときに前記ブッシュ保持部の軸方向について当該ブッシュ保持部の一方側の第1端面から他方側の第2端面に至るように直線状に延びる形状を有する連結パーティングラインであって、前記連結パーティングラインと前記ブッシュ保持部の軸方向とのなす角をθ′、前記軸方向についての前記ブッシュ保持部の高さ寸法をH′、前記ブッシュ保持部の外径をD′、前記連結パーティングラインの長手方向に対して直交する方向についての当該連結パーティングラインの幅寸法をW′とすると、180×(W′/H′)≦θ′≦arctan(H′/D′)の関係を満たす連結パーティングラインが前記ブッシュ保持部の外周面に形成されるものを用いることが好ましい。

0018

このようにすれば、前記アーム部とともに十分な強度を有するブッシュ保持部が製造される。具体的に、180×(W′/H′)は、ブッシュ保持部の高さ寸法に対する前記軸方向についての連結パーティングラインの寸法の占める占有割合が0.25となるときの連結パーティングラインとブッシュ保持部の軸方向とのなす角が、ブッシュ保持部の高さ寸法に対する連結パーティングラインの幅寸法の割合を用いて近似された値である。前記占有割合が小さくなる程、ブッシュ保持部の前記軸方向と平行な断面に含まれる連結パーティングラインの面積は小さくなるため、ブッシュ保持部にブッシュが圧入されているときにブッシュ保持部に対して当該ブッシュ保持部の周方向に作用する引張応力に起因してブッシュ保持部が連結パーティングラインないしその近傍で破損することが低減される。つまり、180×(W′/H′)≦θ′の関係を満たすように連結パーティングラインがブッシュ保持部の軸方向に対して傾斜していることにより、前記占有割合が0.25以下となるため、ブッシュ保持部に十分な強度が確保される。

発明の効果

0019

以上のように、本発明によれば、アーム部の断面二次モーメントを高めることが可能なサスペンション部材の製造方法を提供することができる。

図面の簡単な説明

0020

本発明の一実施形態のサスペンション部材の正面図である。
図1に示すサスペンション部材の平面図である。
図1に示すサスペンション部材の底面図である。
図1に示すサスペンション部材の左側面図である。
割合W′/H′とθ′25%との関係を示すグラフである。
図1のVI−VI線での断面図である。
金型及び鍛造方向を示す図である。
アーム部の変形例を示す断面図である。
アーム部の変形例を示す断面図である。
アーム部の変形例を示す断面図である。
図1に示すサスペンション部材の変形例を示す正面図である。
図11のXII−XII線での断面図である。
従来モデルのアーム部の断面図である。
試験モデルのアーム部の断面図である。
試験結果を示す表である。

0021

本発明の一実施形態のサスペンション部材1について、図1図7を参照しながら説明する。

0022

図1図4に示されるように、サスペンション部材1は、ジョイント支持部10と、ブッシュ保持部20と、アーム部30と、を有している。

0023

ジョイント支持部10は、ボールジョイント(図示略)を支持する部位である。ジョイント支持部10は、円筒状の外周面を有している。

0024

ブッシュ保持部20は、円筒状に形成されている。ブッシュ保持部20内には、ブッシュ(図示略)が圧入される。

0025

アーム部30は、ジョイント支持部10とブッシュ保持部20とを連結する。アーム部30は、ジョイント支持部10とブッシュ保持部20とを結ぶ連結線Lに直交する高さ方向(図1の上下方向)について連結線Lから離間する向きに凸となるように湾曲する形状を有している。ブッシュ保持部20は、当該ブッシュ保持部20の軸方向が高さ方向と平行となる姿勢で連結部30に接続されている。サスペンション部材1には、連結線Lに沿ってジョイント支持部10とブッシュ保持部20とが互いに近づく方向及び遠ざかる方向の外力が作用するので、アーム部30には、前記外力に起因する曲げモーメントが生じる。図1図3に示されるように、アーム部30は、連結部32と、外リブ40と、内リブ50と、を有している。

0026

連結部32は、ジョイント支持部10とブッシュ保持部20とを連結している。本実施形態では、連結線L及び高さ方向の双方に直交する幅方向(図4の左右方向)についての連結部32の寸法は、当該連結部32の長手方向に沿って一定である。

0027

外リブ40は、連結部32のうち連結線Lから遠い側の端部に接続されている。外リブ40は、幅方向に延びる形状を有する。本実施形態では、外リブ40は、ジョイント支持部10からブッシュ保持部20に至るように延びている。

0028

内リブ50は、連結部32のうち連結線Lから近い側の端部に接続されている。内リブ50は、幅方向に延びる形状を有する。本実施形態では、内リブ50も、ジョイント支持部10からブッシュ保持部20に至るように延びている。

0029

図6に示されるように、外リブ40は、外側第1リブ41と、外側第2リブ42と、を有しており、内リブ50は、内側第1リブ51と、内側第2リブ52と、を有している。図6は、外リブ40のうち高さ方向について連結線Lから遠い側の外面41a,42aと内リブ50のうち高さ方向について連結線Lに近い側の外面51a,52aとを通るとともに連結線Lと交差する平面であって、当該平面と外リブ40の外面41a,42aとのなす角と当該平面と内リブ50の外面51a,52aとのなす角とが互いに等しくなる平面でのアーム部30の断面図である。

0030

外側第1リブ41は、前記断面において、連結部32の一方側(図6の右側)に位置している。外側第1リブ41のうち連結線Lから遠い側(図6の上側)の端面(以下、「外側第1外面41a」という。)は、平坦である。外側第1リブ41のうち連結線Lに近い側(図6の下側)の端面(以下、「外側第1内面41b」という。)は、平坦である。前記断面におけるアーム部30の断面二次モーメントが最も大きくなる中立軸である強軸Aと外側第1外面41aとのなす角は、強軸Aと外側第1内面41bとのなす角よりも小さい。本実施形態では、外側第1外面41aは、強軸Aと平行となっている。そして、外側第1内面41bは、幅方向の外側(図6の右側)から内側(図6の左側)に向かうにしたがって次第に強軸Aに近づくように傾斜する形状を有している。

0031

外側第2リブ42は、前記断面において、連結部32の他方側(図6の左側)に位置している。外側第2リブ42のうち連結線Lから遠い側の端面(以下、「外側第2外面42a」という。)は、平坦である。外側第2リブ42のうち連結線Lから近い側の端面(以下、「外側第2内面42b」という。)は、平坦である。本実施形態では、外側第2外面42aと外側第2内面42bとは互いに平行となっている。

0032

内側第1リブ51は、前記断面において、連結部32の一方側(図6の右側)に位置している。内側第1リブ51のうち連結線Lに近い側(図6の下側)の端面(以下、「内側第1外面51a」という。)は、平坦である。内側第1リブ51のうち連結線Lから遠い側(外側第1リブ41に対向する側)の端面(以下、「内側第1内面51b」という。)は、平坦である。本実施形態では、内側第1外面51aと内側第1内面51bとは互いに平行となっている。

0033

内側第2リブ52は、前記断面において、連結部32の他方側(図6の左側)に位置している。内側第2リブ52のうち連結線Lに近い側の端面(以下、「内側第2外面52a」という。)は、平坦である。内側第2リブ52のうち連結線Lから遠い側(外側第2リブ42に対向する側)の端面(以下、「内側第2内面52b」という。)は、平坦である。前記断面における強軸Aと内側第2外面52aとのなす角は、強軸Aと内側第2内面52bとのなす角よりも小さい。本実施形態では、内側第2外面52aは、強軸Aと平行となっている。そして、内側第2内面52bは、幅方向の外側(図6の左側)から内側(図6の右側)に向かうにしたがって次第に強軸Aに近づくように傾斜する形状を有している。本実施形態では、内側第2内面52bは、外側第1内面41bと平行である。ただし、内側第2内面52bは、外側第1内面41bと平行でなくてもよい。

0034

図1図4及び図6に示されるように、サスペンション部材1には、パーティングラインPLが形成されている。このパーティングラインPLは、当該サスペンション部材1の製造時における鍛造工程を経ることにより形成される。なお、パーティングラインPLとは、前記鍛造工程で用いられる一対の金型の合わせ面(分割面)に沿って形成されるラインを意味する。サスペンション部材1の製造方法については後述する。

0035

図2及び図6に示されるように、外側第2外面42aには、パーティングラインPLが形成されている。このパーティングラインPLは、幅方向について外側第2外面42aの外側(図6の左側)の端部の近傍に形成されている。このパーティングラインPLは、アーム部30の長手方向に沿って延びている。図2に示されるように、このパーティングラインPLは、ブッシュ保持部20の軸方向の一方側(図4の上側)の第1端面21を横断するように延びている。

0036

図3及び図6に示されるように、内側第1外面51aには、パーティングラインPLが形成されている。このパーティングラインPLは、幅方向について内側第1外面51aの外側(図6の右側)の端部の近傍に形成されている。このパーティングラインPLは、アーム部30の長手方向に沿って延びている。図3に示されるように、このパーティングラインPLは、ブッシュ保持部20の軸方向の他方側(図4の下側)の第2端面22を横断するように延びている。

0037

図4に示されるように、ブッシュ保持部20の外周面には、第1端面21に形成されたパーティングラインPLと第2端面22に形成されたパーティングラインPLとを連結する連結パーティングラインPL′が形成されている。連結パーティングラインPL′は、第1端面21から第2端面22に至るように直線状に延びる形状を有する。連結パーティングラインPL′は、ブッシュ保持部20の軸方向(図4の上下方向)に対して傾斜する形状を有している。この連結パーティングラインPL′の詳細について、図4を参照しながら説明する。連結パーティングラインPL′とブッシュ保持部20の軸方向とのなす角をθ′、前記軸方向についてのブッシュ保持部20の高さ寸法をH′、ブッシュ保持部20の外径をD′、連結パーティングラインPL′の長手方向に対して直交する方向についての当該連結パーティングラインPL′の幅寸法をW′とすると、連結パーティングラインPL′は、
180×(W′/H′)≦θ′≦arctan(H′/D′)
の関係を満たす形状に設定される。詳細は、以下のとおりである。

0038

180×(W′/H′)は、ブッシュ保持部20の高さ寸法H′に対する前記軸方向(図4の上下方向)についての連結パーティングラインPL′の寸法(W′/sinθ′)の占める占有割合r(W′/H′sinθ′)が0.25となるときの連結パーティングラインPL′とブッシュ保持部20の軸方向とのなす角θ′(以下、「基準角度θ′25%」と表記する。)が、ブッシュ保持部20の高さ寸法H′に対する連結パーティングラインPL′の幅寸法W′の割合W′/H′を用いて近似された値である。図5は、前記割合W′/H′と基準角度θ′25%との関係を示すグラフである。

0039

ここで、前記占有割合rが小さくなる程、ブッシュ保持部20の前記軸方向と平行な断面に含まれる連結パーティングラインPL′の面積は小さくなるため、ブッシュ保持部20にブッシュが圧入されているときにブッシュ保持部20に対して当該ブッシュ保持部20の周方向に作用する引張応力に起因してブッシュ保持部20が連結パーティングラインPL′ないしその近傍で破損することが低減される。つまり、180×(W′/H′)≦θ′の関係を満たすように連結パーティングラインPL′がブッシュ保持部20の軸方向に対して傾斜していることにより、前記占有割合rが0.25以下となるため、ブッシュ保持部20に十分な強度が確保される。

0040

一方、arctan(H′/D′)は、図4において(ブッシュ保持部20の側面視において)連結パーティングラインPL′がブッシュ保持部20の対角線上に延びるときの連結パーティングラインPL′とブッシュ保持部20の軸方向とのなす角θ′の値である。

0041

次に、これまで説明してきたサスペンション部材1の製造方法について説明する。本製造方法は、鍛造工程と、穴開け工程と、を含む。

0042

鍛造工程では、図7に示されるように、互いに接離可能な第1金型61及び第2金型62が用いられる。なお、図7は、第1金型61及び第2金型62のうちアーム部30を形成する部位の断面図である。これらの金型61,62は、互いに接触した状態(図7に示される状態)においてサスペンション部材1を形成可能な空間を形成する。例えば、第1金型61及び第2金型62のうちアーム部30を形成する部位は、強軸Aと外側第1外面41aとのなす角を強軸Aと外側第1内面41bとのなす角よりも小さくし、かつ、強軸Aと内側第2外面52aとのなす角を強軸Aと内側第2内面52bとのなす角よりも小さくする形状を有する。なお、両金型61,62の合わせ面(分割面)に沿って前記パーティングラインPLが形成される。鍛造工程では、高温下において、第1金型61及び第2金型62で両金型61,62が互いに近づく鍛造方向(図7において矢印で示される方向)に沿って被鍛造材がその両側から挟持されることによって当該被鍛造材が熱間鍛造される。図7に示されるように、鍛造方向は、前記断面におけるアーム部30の強軸Aに対して所定角度θ傾斜している。

0043

この鍛造工程を経ることにより、円柱状のジョイント支持部10、円柱状のブッシュ保持部20及びアーム部30が形成されるとともに、外側第2外面42a及び内側第1外面51aにパーティングラインPLが形成されかつブッシュ保持部20の外周面に連結パーティングラインPL′が形成される。本実施形態では、被鍛造材として、前記鍛造工程を経ることにより形成されるサスペンション部材1の複数の部位から採取された各引張試験片の0.2%耐力平均値が380MPa以上となる高硬度アルミニウム合金からなる部材が用いられる。

0044

穴開け工程では、前記円柱状のジョイント支持部10に対してボールジョイントを挿入可能な孔が形成され、前記円柱状のブッシュ保持部20に対してブッシュの圧入を許容する貫通孔が形成される。

0045

以上に説明したように、本実施形態のサスペンション部材1の製造方法では、鍛造方向が強軸Aに対して所定角度θ傾斜した状態で被鍛造材が第1金型61及び第2金型62により鍛造されるので、金型に必要となる抜き勾配の制限が緩和され、しかも、両金型61,62として、強軸Aと外側第1外面41aとのなす角が強軸Aと外側第1内面1bとのなす角よりも小さくなりかつ強軸Aと内側第2外面52aとのなす角が強軸Aと内側第2内面52bとのなす角よりも小さくなる形状を有するものが用いられるので、強軸Aからの距離が大きくなる箇所に肉(アーム部30を構成する部材)が配置される。このため、外リブ40の外面及び内リブの外面を形成する部位に抜き勾配が設定される従来技術に比べ、断面二次モーメントの大きなアーム部30が製造される。よって、従来に比べて前記断面におけるアーム部30の断面積を小さくすること(アーム部30の重量を小さくすること)が可能となる。

0046

また、第1金型61及び第2金型62は、外側第1外面41a及び内側第2外面52aをそれぞれ強軸Aと平行な平坦面とする形状を有している。このため、強軸Aからの距離がより大きくなる箇所に肉が配置されるので、アーム部30の断面二次モーメントが一層大きくなる。

0047

しかも、外側第2外面42aの外側の端部の近傍にパーティングラインPLが形成されており、外リブ40の外面の大部分が強軸Aと平行な平坦面に形成されるので、アーム部30の断面二次モーメントが効果的に大きくなる。

0048

そして、鍛造工程を経ることによりブッシュ保持部20の外周面に形成される連結パーティングラインPL′は、前述のように、180×(W′/H′)≦θ′の関係を満たすようにブッシュ保持部20の軸方向に対して傾斜しているため、前記占有割合rが0.25以下となる。このため、十分な強度を有するブッシュ保持部20を備えるサスペンション部材1が製造される。

0049

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

0050

例えば、前記断面におけるアーム部30の形状は、図6に示される例に限られない。図8に示されるように、外側第2外面42aに形成されるパーティングラインPLは、幅方向についての外リブ40の外面の中央部と外側第2外面42aの外端部との間の部位に形成されるとともに、外側第2外面42aのうちパーティングラインPLから外側の部位は、幅方向について外側第2リブ42の外側に向かうにしたがって次第に強軸Aに近づくように傾斜する平坦面であってもよい。この場合、外リブ40の外面のうちパーティングラインPLと幅方向についての外側第1外面41aの外端部との間の部位の幅方向の寸法W1は、幅方向についての外リブ40の外面の寸法W2の80%以上であることが好ましい。このことは、内リブ50側についても同様である。このようにすれば、幅方向について外リブ40及び内リブ50の大部分(80%以上の領域)において強軸Aからの距離が大きくなる箇所に肉が配置されるので、アーム部30の断面二次モーメントが十分に大きくなる。

0051

また、図9に示されるように、外リブ40の幅方向の寸法は、内リブ50のそれよりも小さく設定されてもよい。

0052

また、図10に示されるように、連結部32は、前記連結線Lと前記高さ方向とを含む平面に対して傾斜していてもよい。

0053

また、図11及び図12に示されるように、連結部32の幅方向の寸法は、ジョイント支持部10ないしブッシュ保持部20の近傍において外リブ40及び内リブ50の幅方向の寸法と同じに設定されてもよい。

0054

また、アーム部30は、連結線Lとブッシュ保持部20の軸方向とを含む平面に対して直交する方向について前記平面から離間する向きに凸となるように湾曲していてもよい。

0055

次に、図13図15を参照しながら、上記実施形態の実施例(アーム部30の軽量化試験)について、比較例とともに説明する。

0056

この実施例では、上記実施形態のアーム部30を簡略化した試験モデル200と、従来のアーム部を模した従来モデル100と、を用いて試験を行った。

0057

図13は、前記断面における従来モデル100を示している。従来モデル100は、スペース制約R内に収まる形状に設定されている。なお、スペース制約Rは、前記断面における幅方向の寸法がWでかつ高さ方向の寸法がHの四角形である。従来モデル100の形状は、強軸A上に位置しかつ連結部32の中央の点を基準として点対称に設定されている。従来モデル100では、スペース制約Rと各リブ41,42,51,52の外面との間に抜き勾配αが設けられている。また、強軸Aと各内面41b,42b,51b,52bとのなす角は、前記抜き勾配αと同じ角度αに設定されている。従来モデル100における鍛造方向は、図13に示されるように、強軸Aと平行な方向である。

0058

図14は、前記断面における試験モデル200を示している。試験モデル200も、従来モデル100と同様に、スペース制約R内に収まる形状に設定されており、また、強軸A上に位置しかつ連結部32の中央の点を基準として点対称な形状に設定されている。この試験モデル200では、スペース制約Rと各リブ41,42,51,52の外面との間に抜き勾配が設けられていない。つまり、外リブ40の外面及び内リブ50の外面はそれぞれ平坦であり、これらの外面同士の間の寸法は、スペース制約Rの高さ方向の寸法Hと同じである。試験モデル200では、強軸Aと外側第1内面41bとのなす角及び強軸Aと内側第2内面52bとのなす角は、それぞれ前記抜き勾配αに所定角度θを加えた角度α+θに設定されている。試験モデル200における鍛造方向は、図14に示されるように、強軸Aに対して前記所定角度θ傾斜する方向である。前記所定角度θは、抜き勾配αの2倍以上であることが望ましい。

0059

以上の従来モデル100及び試験モデル200の前記断面における断面積をS1,S2とし、強軸A回りの断面二次モーメントをI1,I2とし、断面係数をZ1,Z2とすると、これらは、以下の式で表される。なお、Twは連結部32の幅方向の寸法であり、Trは従来モデル100の各リブ41,42,51,52の外端部の高さ方向の寸法であり、Tr′は試験モデル200の各リブ41,42,51,52の外端部の高さ方向の寸法である。

0060

0061

上記式にH=60(mm)、W=40(mm),60(mm)、α=3(°),5(°),7(°)、θ=2α、Tw=6(mm)、Tr=10(mm)を代入し、試験モデル200の断面二次モーメントI2が従来モデル100の断面二次モーメントI1と等価以上となるときの試験モデル200の各リブ41,42,51,52の外端部の高さ方向の寸法Tr′、断面積S2及び面積比S2/S1を算出した。図15は、この結果を示している。

実施例

0062

図15から分かるように、いずれのケースにおいても面積比S2/S1が1よりも小さくなっていること、換言すれば、試験モデル200では、従来モデル100の断面二次モーメントI1と同等以上の断面二次モーメントI2を確保しつつアーム部30の重量が従来モデル100よりも低減されたことが確認された。また、図15から、抜き勾配αの値が大きい程、そして、スペース制約Rの幅方向の寸法Wの値が大きい程、軽量化効果が大きいことが分かる。

0063

1サスペンション部材
10ジョイント支持部
20ブッシュ保持部
21 第1端面
22 第2端面
30アーム部
32 連結部
40外リブ
41 外側第1リブ
41a 外側第1外面
41b 外側第1内面
42 外側第2リブ
42a 外側第2外面
42b 外側第2内面
50 内リブ
51 内側第1リブ
51a 内側第1外面
51b 内側第1内面
52 内側第2リブ
52a 内側第2外面
52b 内側第2内面
61 第1金型
62 第2金型
PLパーティングライン
PL′ 連結パーティングライン

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