JPH08312636A - サスペンション部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械加工を施さずに適用できるサスペンショ
ン部品を提供する。 【構成】 本発明の車両用サスペンション部品は、ブッ
シュ装着部、ボールジョイント部、およびシャフト部の
全部または数種をアーム部のそれぞれ所定部位に設けた
一体物として形成され、該一体物が実質的成形肌を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、乗用車や商用車の懸架
装置として用いられるサスペンション部品、特にサスペ
ンションアームに関する。

【０００２】

【従来の技術】サスペンションの役割は、路面からの衝
撃をやわらげ、乗り心地をよくすることと、走行中の車
体の姿勢を安定させ、タイヤの接地性を高めて、駆動力
や制動力、操舵力の伝達能力を高めることにある。乗り
心地重視でソフトなサスペンションにすると、車体の姿
勢が安定せずタイヤの接地性が損なわれる。反対に、ハ
ードにすると、姿勢は安定するが、乗り心地が悪く、タ
イヤの接地性が損なわれることもある。こうした乗り心
地と操舵性という相反する要素をできるだけ高いレベル
で両立させることがサスペンションの役目であり、車種
に適した能力を与えている。サスペンションの基本とな
るのはスプリングで、これが衝撃を緩和しており、サス
ペンションはスプリングの力を目的に合ったようにタイ
ヤなどに伝える骨組みにより構成されている。この骨組
みには、金属棒や板によって構成されたアームが使われ
る。Ａ字型やＶ字型の大きなものから、単純な金属棒、
強度を保つためにＩ字型にしたものなどがある。名称に
関してはアームの他にも、ロッド、リンクなどさまざま
なものがある。アーム類が、完全に固定されていること
は少なく、可動部分を設けることによって、タイヤが必
要な方向に動けるようにされている。そのため、アーム
類のサスペンション部品の接続部分には、ボールジョイ
ント部やラバーブッシュが装着されるブッシュ装着部等
が配されている。

【０００３】アッパーアームやロアーアームに代表され
るサスペンションアームは、ボールジョイント部を介し
てナックルに連結され、このナックルには車輪が取り付
けられている。従来、図１３（ｂ）に示すように、アー
ム部を板金で形成していたが、薄い鋼板で構成されてい
るためボールジョイント部の一体化は不可能であった。
そのため、アーム部を板金で製作し、別体のボールジョ
イントを圧入する構造のものが使用されており、この圧
入された別体のボールジョイントの保持を強固にするた
めこれらを溶接またはボルト締結する構造のサスペンシ
ョンアームも使用されていた。図１３（ｃ）はＢーＢ矢
視図である。また、図１３（ｄ）はＡーＡ矢視図であ
る。

【０００４】ボルト締結の場合、薄い鋼板製アームの取
付け部のみにパッチを溶接して厚さを増し、締結部の強
度を確保した後にボルト締結される。このやり方では、
ボルトやナットなどの部品点数が多いことが問題であり
、かつ重量も重くなる。また、溶接やスナップリング
で抜け防止とする場合もあるが、この場合の問題点は抜
け力の信頼性が小さく、ガタが発生することである。

【０００５】また、図１４に示すボールジョイント部１
は、抱持部６の内面を高精度に機械加工し、射出成形に
より固化された樹脂製の外包材７に球付き軸体４を嵌合
した状態で挿入し、カラー８をセット後かしめている。
９はかしめ部である。また、２５はダストカバーであ
る。このように球５が外包材７によって包持され，かつ
かしめ部９でかしめられているので球付き軸体４はさま
ざまな方向への動きをつくりだすことができると共に、
球５が抜けることはない。この場合の問題点は加工費の
構成比率が大きい点にあり、その理由はかしめ後の摺動
トルクが所定の範囲に入る必要があるため加工精度が必
要となるためである。

【０００６】サスペンションアームを鍛造により成形す
る場合には、単純な形状ではボールジョイント部を一体
成形することは可能である。この場合には図１４のよう
に抱持部６の内面を加工してから球付き軸体４を組み付
ける構造のものである。問題点は加工費が高価になるこ
とである。アーム部とボールジョイント部とを別体とし
て製作する場合は、鍛造成形が困難な複雑形状の場合
や、または一体品での加工費用と別体での圧入コスト等
とを比較して別体で製作した方が安価に製作できる場合
である。

【０００７】つぎに、ブッシュ装着部については、図１
５に示すブッシュが使用されている。従来は加工した内
筒部に圧入していたが、ブッシュ装着部がストレートの
円筒であるため変形抵抗（孔が広がろうとする際の抵抗
力）が大きく、そのため、内筒部を±０．０５ｍｍ程度
の寸法精度とする必要があった。

【０００８】実開昭５７−１３４９０７号公報において
は、略中央部にブッシュ装着部２を有し、各両端にそれ
ぞれボールジョイント部１とシャフト部７４を有する自
動車用鍛造製リンクアーム７１に関する改良を提案して
いる。すなわち、 同公報の提案の特徴は、図１７に示
すようにブッシュ装着部２を別体のブラケット７５の圧
入嵌合によって一体化する分割形式によって製作するこ
とにより、ラバーブッシュ装着用の貫通孔７９が形成さ
れた中実棒状のアーム７２における鍛造素材のブッシュ
装着部での成形余肉減少と内周面仕上の簡素化等を図っ
たものである。

【０００９】また図１７において、ボールジョイント部
１は、アーム７２の一端側のソケット部７６を有する。
ボールジョイント部１はソケット部７６の内周にボール
スタンド７３の球５を回動自在に抱持するボールシート
７７と、底部を閉鎖するように加締固定された閉止板７
８および上部をシールするダストカバー２５とから構成
されている旨記載されている。

【００１０】つぎに、シャフト部に関しては、図１６に
示すように、シャフト部のシャフトに圧入するブッシュ
は通常ラバーで製作されており、これを装着するために
シャフトの外周面は機械加工が施されている。このた
め、ブッシュの抜け力が小さくなり、ブッシュの抜け防
止を図ることが困難である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来技術においては、
鍛造品の一体物からボールジョイント部等を機械加工で
削りだしていた。そして、ボールジョイント部において
は、球付き軸体が優れた回転、揺動特性を得られるよう
に、球付き軸体の球を抱持する抱持部の内面を機械加工
し（面粗度が２０Ｓ〜５０Ｓであり、寸法バラツキが±
０．２ｍｍ存在する）、その内部に樹脂製シート状の外
包材を嵌合していた。また、ブッシュ装着部において
は、ブッシュの圧入・ブッシュの抜け防止のためにブッ
シュ装着部の外筒内径面の寸法公差を管理する必要があ
るため機械加工が施されており、製作工数の増加と製作
コストの上昇の要因となっていた。さらに、シャフト部
のシャフトに機械加工が施されており、同様に製作工数
の増加と製作コストの上昇の問題があった。

【００１２】従来、鍛造や鋳物品では面粗度が大きい
（通常、鋳物肌の面粗度は１００Ｓ〜２００Ｓであ
る。）と同時に寸法バラツキが±０．５ｍｍ存在し、ボ
ールジョイント部の球や、球と外包材を抱持する抱持
部、ブッシュ装着部の内径面、シャフト部のシャフトを
機械加工する必要があった。

【００１３】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、ブッシュを装着するブ
ッシュ装着部の内径面やボールジョイント部の抱持部の
内面さらにシャフト部のシャフト等の機械加工を廃止し
て、面粗度が大きく、寸法バラツキのある実質的成形肌
で適用でき、強度を維持しながら低コストで従来と同等
以上の性能を有するサスペンション部品を提供すること
にある。

【００１４】本発明における実質的成形肌での成形肌と
は、鋳物の一体物または鍛造の一体物として形成された
サスペンション部品に機械加工が施されていない状態の
鋳物の肌または鍛造の肌を意味し、実質的成形肌とは、
鋳物の一体物の全面が鋳型から解体された後の鋳物の肌
や鍛造後の肌、およびこれらの一体物をバリや歪み取り
等でその一体物の肌が部分的に削られた場合も包含し、
またコイニングによりこれら一体物の肌の面粗度が鋳造
後または鍛造後の肌の面粗度よりも向上された場合も包
含される。また、従来機械加工されていたブッシュ装着
部の内径面やボールジョイント部の抱持部の内面、シャ
フト部のシャフト等が鋳物または鍛造の肌であり、他の
部分に一部機械加工される箇所があったとしても、これ
は本発明における実質的成形肌に包含されるものであ
る。なお、本発明の実質的成形肌としては、一体物の形
状を自由に選択でき、かつ複雑な形状のサスペンション
部品に対して鋳物一体物の鋳物肌にするのが望ましい。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記目的に
鑑み鋭意研究の結果、下記〜等に着目し、工夫をな
して、サスペンション部品を一体物として形成し、実質
的成形肌の状態で製作しても、強度や性能等を確保でき
ることに想到し、本発明を完成した。アーム部は、ブッ
シュ装着部、ボールジョイント部、シャフト部のうちの
単独または複数と一体的に形成されてサスペンション部
品を構成している。 ブッシュ装着部の内径面に軸芯方向の凹部（両端部に
凹部があると水気により錆を発生させることがあるの
で、望ましくは両端部に形成せずに中央のみに形成す
る。）を形成することにより弾性の性質を利用でき、ブ
ッシュ装着部の寸法公差を比較的広くとることが可能で
ある。 ブッシュ装着部の外径面に軸芯方向の凹部（外径面側
から内径面の方に）を形成することにより、弾性の性質
を利用できる。 シャフト部においてはシャフトを抜け防止の形状に、
ブッシュの内筒面に軸芯方向の凹部をもうける。 ボールジョイント部においては、球付き軸体の球を抱
持させるために樹脂や低融点の金属を注入することによ
り対処できる等。

【００１６】本発明のサスペンション部品は、ブッシュ
装着部をアーム部の所定部位に設けたサスペンションア
ームやクロスメンバー等のサスペンション部品を一体物
として形成したことを特徴とする。また、ブッシュ装着
部とボールジョイント部とをアーム部のそれぞれ所定部
位に設けた一体物として形成したことを特徴とするサス
ペンション部品である。さらに、ブッシュ装着部とシャ
フト部とをアーム部のそれぞれ所定部位に設けた一体物
として形成したことを特徴とするサスペンション部品で
ある。さらに、ブッシュ装着部とボールジョイント部と
シャフト部とをアーム部のそれぞれ所定部位に設けた一
体物として形成したことを特徴とするサスペンション部
品である。そして、一体物が実質的成形肌を有すること
を特徴とする。

【００１７】本発明のサスペンション部品は、一体物と
して形成して、実質的成形肌により適用することによ
り、強度を維持しながら、しかも従来と同等以上の性能
を確保できる。なお、機械加工を必要としないので、製
作工数やコストの低減が可能である。

【００１８】

【実施例及び作用】本発明を以下の実施例により、図面
を用いて説明する。 （実施例１）図１（ａ）は本発明の一実施例におけるボ
ールジョイント部１とブッシュ装着部２とシャフト部３
とをアーム部２０の所定部位に有するアーム形状のサス
ペンション部品の正面図である。また、図１の（ｂ）お
よび（ｃ）はボールジョイント部１のＹーＹ矢視断面図
を示し、閉鎖底を有する抱持部６に囲まれた空隙を有す
る。図１の（ｃ）は球付き軸体４の球５と抱持部６の内
面により形成された空隙に抱持部６の材質よりも低融点
の金属または樹脂を注入し、抱持部６の上側開放端９を
かしめた状態を示している。図１の（ｄ）は図１の
（ａ）のＸーＸ矢視側面図である。図１の（ｅ）はシャ
フト１３にブッシュ１２を圧入した状態を示す。

【００１９】図１の（ａ）における２はブッシュ装着部
を示し、ブッシュ装着部の肉厚部１５の内径面はストレ
ートの円筒ではなく軸芯方向の凹部３０を中央に設けた
もので、弾性変形により応力を緩和する効果を有する。
ブッシュ装着部の肉厚部１５の内径面に軸芯方向の凹部
を形成することにより、ストレートの円筒の場合に比し
て弾性変形による円周方向の変形代が大きくなるので、
面粗度や寸法バラツキが大きい鋳物肌のままでもブッシ
ュの圧入が可能で抜け力も大きい。軸芯方向の凹部は軸
芯方向全長に形成することもできるが、両端部に形成せ
ず中央のみに形成するのが望ましい。図１の（ｆ）はブ
ッシュ装着部２にブッシュ１２を装着した断面図であ
る。図３は図１（ｆ）のブッシュ装着部２の変形例で、
外径面がストレートの円筒の場合の縦断面図である。

【００２０】ボールジョイント部１は図２に示すよう
に、球５と軸部１１とが一体的に形成された合金鋼製の
球付き軸体４と、抱持部６との位置決めによって形成さ
れる空隙に球５を抱持する外包材（樹脂または低融点金
属）７を注入固化し、抱持部６の上側開放端９をかしめ
機１０によりかしめた。かしめる部位は上側開放端９の
全周または一部であってもよく、要は、注入固化された
外包材７を固定し、球付き軸体４に作用する外力により
球５が抜けないようにすることである。なお、外包材７
を注入する前に、上側開放端９をかしめておき、抱持部
６の側壁または底部に設けた注入孔（図示せず）から樹
脂または低融点金属を注入してもよい。なお、抱持部６
の材質は延性に優れた球状黒鉛鋳鉄を使用した。射出成
形により固化された樹脂製のシート状外包材に球付き軸
体を嵌合した状態で機械加工された抱持部内面に挿入さ
れる従来技術とは異なり、本発明では外包材を注入固化
するために、抱持部の内面を機械加工する必要がなく鋳
物肌でも適用可能となったものである。本実施例では、
ブッシュ装着部、ボールジョイント部およびシャフト部
を有するサスペンション部品の例を示したが、サスペン
ション部品の種類によってはブッシュ装着部のみ、ある
いはブッシュ装着部とボールジョイント部またはシャフ
ト部を有するものであってもよい。

【００２１】（実施例２）図４は鋳物の一体物として形
成されたブッシュ装着部の内径面に横断面図で波形状の
凹凸を形成した図である。軸芯方向にストレートな円筒
状の内径面と異なりこの内径面に形成された波形形状の
底の空隙部に変形する余地があり、ブッシュ（図示せ
ず）を圧入装着しようとすると、ブッシュとの接触面積
が減じ、凸部が塑性変形されるので鋳物肌の如く面粗度
や寸法バラツキが大きくてもブッシュの圧入の圧力が比
較的小さくてよく、圧入作業が容易である。

【００２２】（実施例３）図５はブッシュ装着部２の横
断面図を示し、ブッシュ装着部の肉厚部１５の外径面の
４ケ所に軸芯方向の凹部（外径面側から内径面の方向
に）を設けると共に、内径面の４ケ所にも軸芯方向の凹
部（内径面側から外径面の方向に）を設けた状態を示
す。このようにブッシュ装着部の外径面または内径面、
あるいは内外径面に変形抵抗が小さい部位を設けると機
械加工をせずに鋳物肌のままでもブッシュを圧入して装
着できる。この場合、ブッシュ装着部の内径面ではしま
りばめとなり装着が強固におこなわれる。内径面または
外径面に設けた軸芯方向の凹部では円周方向への変形代
が大きく、変形が容易になり、外部からの入力の応力緩
和に寄与する。ブッシュ装着部の内径面は図５（ｂ）に
点線で示すように変形して応力を緩和する。図５（ｃ）
は外力を受けたときの本発明のブッシュ装着部の変形容
易さを示すもので、同一圧入力の場合、本発明のブッシ
ュ装着部では変形量が大きいことがわかる。したがっ
て、面粗度や寸法バラツキが大きい鋳物肌のままでもブ
ッシュの圧入の圧力が比較的小さくてよく、圧入作業が
容易である。なお、ブッシュ装着後しまりばめとなるた
め装着が強固となり、ブッシュが抜けにくくなる。

【００２３】（実施例４）図６は本発明のサスペンショ
ン部品のシャフト部に適用の実施例を示すブッシュの横
断面図である。ブッシュ１２の内筒面に軸芯方向の凹部
を設け、鋳物肌のシャフトを圧入した。シャフトを圧入
した後においては、しまりばめの状態となり、装着が強
固となると共にブッシュ１２の凹部１４により形成され
る空隙があるため、シャフトが機械加工されずに面粗度
や寸法バラツキが大きい鋳物肌のままでも、ブッシュは
円周方向の変形代がストレートの内筒面に比して大きく
なり、圧入の圧力が比較的小さくてよく、圧入作業が容
易である。

【００２４】（実施例５）図７の（ａ）、（ｂ）および
（ｃ）はブッシュ装着部における肉厚部１５とブッシュ
内筒１６との間に各種の形状のブッシュ１２の弾性体を
圧入または加硫により装着した状態を示す縦断面図であ
る。また、図８の（ｅ）、（ｆ）および図９の（ｇ）、
（ｈ）も同様の縦断面図である。このようにブッシュ装
着部を鋳物で形状を種々選定することにより、軸方向へ
の外力が入力された際にブッシュを抜けにくくすること
ができる。

【００２５】（実施例６）図１０の（ｍ）および
（ｎ）、図１１は、本発明のシャフト部におけるシャフ
ト１３の各種の抜け防止形状を示す側面図である。鋳物
の一体物であるシャフト１３をこのような形状とするこ
とにより、シャフト１３にブッシュ１２（図示せず）を
圧入装着後においては、外力が作用しても相互の接触面
での抵抗が大きいため抜け防止をより安全にする。

【００２６】（実施例７）図１２の（ａ）および（ｂ）
は、本発明のシャフト部のシャフト１３にブッシュ１２
を装着した縦断面図である。シャフト１３の先端部や根
元部より径の大きい部位をシャフト１３の略中央にテー
パにより成形した抜け防止形状を有するシャフト１３を
包むように、弾性体のブッシュ１２を加硫１８により作
成した。なお、テーパのほかに円弧状や凹凸形状であっ
てもよい。またその他三角形や四角形等各種形状に形成
してもよい。このような各種の形状に形成することによ
り、シャフト１３とブッシュ１２の摩擦抵抗を向上させ
ることができ、シャフト１３の抜け防止を図ることがで
きる。図１２（ｂ）は図１２（ａ）に示す形状のブッシ
ュを分割型ブッシュ１９として形成した。

【００２７】なお、上述した実施例では鋳物の一体物に
ついて述べたが、一体物の形状が複雑でない場合には鍛
造の一体物として形成できる。また、本発明のサスペン
ション部品としては、上述した実質的成形肌を有する一
体物の表面に、錆防止や摩擦抵抗を小さくしてブッシュ
の圧入をしやすくするために、ドブ漬けやカチオン電着
塗装等で形成されたエポキシ系等の樹脂皮膜を有してい
てもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
サスペンション部品は、ブッシュ装着部、ボールジョイ
ント部およびシャフト部の全部または数種をアーム部の
所定部位にそれぞれ有する一体物として形成し、機械加
工を施さない面粗度が大きく、寸法バラツキのある成形
肌のままの状態でも適用することができ、強度を維持し
ながら加工工数を大幅に低減した低コスト化が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアーム形状のサスペンション部品の正
面図、側面図を含む全体説明図である。

【図２】本発明のサスペンション部品のボールジョイン
ト部の縦断面図である。

【図３】本発明のブッシュ装着部の他の変形例の縦断面
図である。

【図４】本発明のブッシュ装着部の肉厚部の内径面に波
形状の凹凸を設けた状態をしめすブッシュ装着部の横断
面図である。

【図５】本発明の実施例のブッシュ装着部の肉厚部の内
径面と外径面に部分的に凹部を設けた状態を示すブッシ
ュ装着部の横断面図（ａ）、その変形状態（ｂ）および
圧入力の大きさに対応した変形量を示す図（ｃ）であ
る。

【図６】内筒面に凹部を設けたブッシュを示す図であ
る。

【図７】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は本発明のブッシ
ュ装着部にブッシュを装着した状態を示す縦断面図であ
る。

【図８】（ｅ）および（ｆ）は本発明のブッシュ装着部
にブッシュを装着した状態を示す縦断面図である。

【図９】（ｇ）および（ｈ）は本発明のブッシュ装着部
にブッシュを装着した状態を示す縦断面図である。

【図１０】本発明の実施例のシャフト部のシャフト形状
を示す側面図である。

【図１１】本発明のシャフト部のシャフト形状の他の実
施例を示す側面図である。

【図１２】（ａ）および（ｂ）は本発明のシャフト部の
シャフトにブッシュを加硫により作成した状態を示すの
縦断面図である。

【図１３】従来例の板金製アーム形状のサスペンション
部品の平面図を含む全体説明図である。

【図１４】従来例のボールジョイント部の縦断面図であ
る。

【図１５】従来例の組立てられたブッシュの縦断面図で
ある。

【図１６】従来例のシャフト部に用いるブッシュの正面
図（ａ）と縦断面図（ｂ）である。

【図１７】従来例のリンクアームのー部断面正面図であ
る。

【符号の説明】

１ ボールジョイント部 ２ ブッシュ装着部 ３ シャフト部 ４ 球付き軸体 ５ 球 ６ 抱持部 ７ 外包材 ８ カラー ９ かしめ部 １０ かしめ機 １１ 球付き軸体の軸部 １２ ブッシュ １３ シャフト １４ ブッシュの凹部 １５ ブッシュ装着部の肉厚部 １６ ブッシュ内筒 １８ 加硫 １９ 分割型ブッシュ ２０ アーム部 ２５ ダストカバー ３０ ブッシュ装着部内径面の凹部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブッシュ装着部がアーム部の所定部位に
   設けた一体物として形成され、該一体物が実質的成形肌
   を有することを特徴とするサスペンション部品。
2. 【請求項２】 ブッシュ装着部とボールジョイント部と
   がアーム部のそれぞれ所定部位に設けた一体物として形
   成され、該一体物が実質的成形肌を有することを特徴と
   するサスペンション部品。
3. 【請求項３】 ブッシュ装着部とシャフト部とがアーム
   部のそれぞれ所定部位に設けた一体物として形成され、
   該一体物が実質的成形肌を有することを特徴とするサス
   ペンション部品。
4. 【請求項４】 ブッシュ装着部とボールジョイント部と
   シャフト部とがアーム部のそれぞれ所定部位に設けた一
   体物として形成され、該一体物が実質的成形肌を有する
   ことを特徴とするサスペンション部品。
5. 【請求項５】 ブッシュ装着部の内径面に軸芯方向の凹
   部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに
   記載のサスペンション部品。
6. 【請求項６】 ボールジョイント部の抱持部に装着する
   球付き軸体の球と、該球を抱持する前記抱持部の内面と
   の間に形成される空隙に、樹脂または低融点の金属を注
   入し、前記抱持部の上側開放端部を前記球側にかしめて
   なることを特徴とする請求項２、４または５に記載のサ
   スペンション部品。
7. 【請求項７】 シャフト部のシャフトが抜け防止形状に
   なっていることを特徴とする請求項３または４に記載の
   サスペンション部品。
8. 【請求項８】 シャフト部のシャフトに、内筒面に軸芯
   方向の凹部を有するブッシュを圧入装着したことを特徴
   とする請求項３、４、または７のいずれかに記載のサス
   ペンション部品。