(57)【要約】【課題】軸部を筒部内に挿入した状態で軸部と筒部とを接続した複合部材において、腐食の発生を抑えることにより複合部材の耐久性を向上させることができる複合部材を提供する。【解決手段】スタビライザーリンクＳＬは、アーム部材１０とボールジョイント２０，３０とを備えている。アーム部材１０は筒状に形成されている。ボールジョイント２０には軸状の嵌合部２２ｃと接続部２２ｄとが形成されている。嵌合部２２ｃの外周面には環状に溝部２２ｅが形成されている。溝部２２ｅには、アーム部材１０の筒部内をシールするためのＯリング２３が嵌め込まれている。嵌合部２２ｃおよび接続部２２ｄはアーム部材１０の筒部内に挿入された状態で、同筒部がプレス加工されることにより固定されている。これにより、嵌合部２２ｃに設けられたＯリング２３は押し潰されてアーム部材１０の内周面および嵌合部２２ｃの溝部２２ｅに密着した状態で配置され筒部内をシールする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両におけるサスペンション機構またはステアリング機構に用いられ、第１の部材に形成された軸部を第２の部材に形成された筒部内に挿入した状態で、前記第１の部材と前記第２の部材とを接続した複合部材において、
前記軸部と前記筒部との間に、前記第２の部材の筒部内への異物の侵入を防止するための侵入防止手段を備えたことを特徴とする複合部材。
【請求項２】
請求項１に記載した複合部材において、
前記侵入防止手段は、前記軸部と前記筒部との接続部分より同筒部の開口部側に設けられた複合部材。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載した複合部材において、
前記侵入防止手段は、Ｏリングである複合部材。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載した複合部材において、
前記第２の部材における前記筒部を塑性変形させることにより、前記第１の部材と前記第２の部材とを接続した複合部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両におけるサスペンション機構またはステアリング機構に用いられる複合部材であって、第1の部材に形成された軸部を第２の部材に形成された筒部内に挿入した状態で両部材を接続した複合部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車などの車両におけるサスペンション機構やステアリング機構は、各構成要素を互いに連結するためのリンク部材を備えている。リンク部材は、円筒状に形成されたアーム部材の両端部にサスペンション機構などにおける各構成要素を互いに連結するための連結部材を備えて構成されている。この場合、各連結部材は、アーム部材の両端部にプレス加工などによって接続されている。
【０００３】
具体的には、下記特許文献１〜６に示すように、各連結部材に軸状に形成された軸部をアーム部材の端部における筒部に挿入した状態で、同筒部における端部（開口部付近）をプレス加工（カシメ加工）することによってアーム部材と各連結部材とを一体的に接続している。
【特許文献１】特開平１１−９３９９７号公報
【特許文献２】特開２０００−１１０８１０号公報
【特許文献３】特開２００１−３３６５４２号公報
【特許文献４】特開２００２−２９２４３９号公報
【特許文献５】特開２００３−９４１２９号公報
【特許文献６】特開２００３−１５６０１７号公報
【０００４】
しかしながら、このようなリンク部材、すなわち、車両のサスペンション機構やステアリング機構に用いられるリンク部材（複合部材）は、多湿な環境や塩分を含む環境に曝されることがあるため腐食に対する耐久性が問題となる。特に、連結部材とアーム部材との結合強度は、長期間に亘って安定的に維持されることが望まれる。
【発明の開示】
【０００５】
本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、車両のサスペンション機構やステアリング機構に用いられ、軸部を筒部内に挿入した状態で同軸部と同筒部とを接続した複合部材において、腐食の発生を抑えることにより複合部材の耐久性、特に、連結部材とアーム部材との結合強度を長期間に亘って安定的に維持することができる複合部材を提供することにある。
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の特徴は、車両におけるサスペンション機構またはステアリング機構に用いられ、第１の部材に形成された軸部を第２の部材に形成された筒部内に挿入した状態で、第１の部材と第２の部材とを接続した複合部材において、前記軸部と前記筒部との間に、第２の部材の筒部内への異物の侵入を防止するための侵入防止手段を備えたことにある。
【０００７】
この場合、前記複合部材において、前記侵入防止手段を、例えば、前記軸部と前記筒部との接続部分より同筒部の開口部側に設けるとよい。また、前記侵入防止手段を、例えば、Ｏリングにするとよい。また、前記第２の部材における筒部を塑性変形させることにより、第１の部材と第２の部材とを接続するとよい。
【０００８】
このように構成した本発明の特徴によれば、車両のステアリング機構またはサスペンション機構の一部を構成する複合部材であって、第１の部材の軸部を第２の部材の筒部内に挿入した状態で第１の部材と第２の部材とを接続して構成される複合部材において、前記軸部と前記筒部との間に異物の侵入防止手段を備えている。このため、複合部材が多湿な環境や塩分を含む環境に曝された場合であっても、第２の部材内に水や粉塵などの異物が侵入することがない。すなわち、第２の部材の内周面（塑性変形した部分も含む）および第２の部材の筒部内に位置する第１の部材の軸部に水分や塩分が被着することを防止することができる。これにより、第２の部材の筒部内、特に第１の部材と第２の部材との接続部の腐食を防止することができる。この結果、複合部材の耐久性を向上させることができるとともに、第１の部材と第２の部材との結合強度を長期間に亘って維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る部材接続方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る部材接続方法を用いて製造されたスタビライザーリンクＳＬの全体を示す正面図である。スタビライザーリンクは、自動車に採用されるサスペンション機構においてスタビライザーとサスペンションアームとを連結するリンク部材であり、車体の走行安定性を図るための部材である。なお、図においては、スタビライザーリンクＳＬの中央部を省略して示している。
【００１０】
このスタビライザーリンクＳＬは、円筒状に形成されたアーム部材１０の一端部に略凸状に形成されたボールジョイント２０を図示上向きに備えるとともに、同アーム部材１０の他端部にボールジョイント２０と同一な構成のボールジョイント３０を図示下向きに備えて構成されている。アーム部材１０は、炭素鋼（例えば、ＳＴＫＭ１２などの機械構造用炭素鋼鋼管）によって構成されたパイプ状の部材であり、本発明に係る第２の部材に相当する。なお、図においては、アーム部材１０の中央部を省略して示している。
【００１１】
ボールジョイント２０は、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、ボールスタッド２１、軸受部材２２，Ｏリング２３、ベアリングシート２４，プラグ２５およびダストカバー２６から構成されている。これらのうち、ボールスタッド２１は、鉄鋼材により構成されており、略円柱状に形成されたスタッド部２１ａの一端部に球状のボール部２１ｂが形成されるとともに、スタッド部２１ａの他端部に鍔部２１ｃを介して雄ネジ２１ｄが形成されている。
【００１２】
軸受部材２２は、鉄鋼材を鋳造して成形されており、円筒状に形成されたソケット部２２ａと、同ソケット部２２ａから水平方向に延びて形成された支持部２２ｂとから構成されている。これらのうち、ソケット部２２ａは、その円筒内にて前記ボールスタッド２１のボール部２１ｂを収容する部分である。また、支持部２２ｂは、軸受部材２２、すなわち、ボールジョイント２０を支持しつつアーム部材１０に接続する部分である。支持部２２ｂの先端部には、アーム部材１０の内径に対して適当な嵌め合い（すきま嵌め）の外径に形成された軸状の嵌合部２２ｃと、同嵌合部２２ｃより小さい外径に形成された軸状の接続部２２ｄとが形成されている。これらの嵌合部２２ｃおよび接続部２２ｄが、本発明に係る軸部に相当する。この嵌合部２２ｃの外周面における略中央部には、凹状に切り欠かれた溝部２２ｅが環状に形成されている。
【００１３】
溝部２２ｅには、ゴム材（例えば、ニトリルゴムやシリコーンゴムなど）によって形成された環状のＯリング２３が嵌め込まれている。Ｏリング２３は、アーム部材１０の筒部内に挿入された嵌合部２２ｃとアーム部材１０の内周面との隙間から水や粉塵などの異物がアーム部材１０の筒部内に侵入することを防ぐためのシール部材であり、本発明に係る侵入防止手段に相当する。したがって、嵌合部２２ｃ上に形成される溝部２２ｅの寸法およびＯリング２３の各寸法は、Ｏリング２３による気密・液密性を確保するための寸法に適宜設定される。
【００１４】
軸受部材２２のソケット部２２ａの内部におけるソケット部２２ａの内壁とボールスタッド２１のボール部２１ｂとの間にはベアリングシート２４が設けられている。ベアリングシート２４は、合成樹脂材にて構成されており、軸受部材２２のソケット２２ａ内においてボールスタッド２１のボール部２１ｂを回動自在に保持する。このベアリングシート２４は、鉄鋼材により構成された略凹形状のプラグ２５によってソケット２２ａ内に保持されている。また、軸受部材２２のソケット部２２ａの上部には、ボールスタッド２１のスタッド部２１ａを覆う状態で、ゴム材により構成されたダストカバー２６が設けられている。なお、ボールジョイント３０は、ボールジョイント２０と同一な構成であるため、その説明は省略する。また、これらボールジョイント２０またはボールジョイント３０が、本発明に係る第１の部材に相当する。
【００１５】
このように構成されたスタビライザーリンクＳＬを製造する過程におけるアーム部材１０とボールジョイント２０，３０との接続方法について説明する。なお、ボールジョイント２０とボールジョイント３０とは同一の構成であるため、アーム部材１０とボールジョイント２０との接続方法についてのみ説明し、アーム部材１０とボールジョイント３０との接続方法については省略する。
【００１６】
まず、作業者は、ボールジョイント２０を構成する部品であるボールスタッド２１、軸受部材２２，Ｏリング２３、ベアリングシート２４，プラグ２５およびダストカバー２６をそれぞれ用意する。この場合、軸受部材２２は、鋳造により嵌合部２２ｃに溝２２ｅが形成された状態で一体的に成形される。なお、溝２２ｅは、溝２２ｅを有さない状態で軸受部材２２を鋳造した後、例えば、切削加工により形成するようにしてもよい。作業者は、ボールスタッド２１、軸受部材２２，Ｏリング２３、ベアリングシート２４，プラグ２５およびダストカバー２６を所定の作業工程により組み付けてボールジョイント２０を完成させる。この場合、作業者は軸受部材２２の嵌合部２２ｃに形成された溝２２ｅにＯリング２３を嵌め込む。その他のボールジョイント２０を完成させるための所定の作業工程は、本発明に直接関わらないため、その説明は省略する。
【００１７】
次に、作業者は、スタビライザーリンクＳＬを構成する部材であるアーム部材１０を用意する。そして、図３（Ａ）に示すように、アーム部材１０の一端部（図示左側の端部）にボールジョイント２０の接続部２２ｄおよび嵌合部２２ｃを挿入する。この場合、嵌合部２２ｃに設けられたＯリング２３の外径はアーム部材１０の内径より大きいため、Ｏリング２３はアーム部材１０の内周面に押し潰された状態でアーム部材１０の筒内に挿入される。すなわち、Ｏリング２３は、アーム部材１０の内周面および嵌合部２２ｃの溝部２２ｅに密着した状態で配置される。
【００１８】
次に、作業者は、図示しないプレス装置を用いてアーム部材１０とボールジョイント２０とを接続する。プレス装置は、アーム部材１０の端部表面における接続部２２ｄが挿入されている部分を圧縮変形させてアーム部材１０とボールジョイント２０とを接続するための加工装置であり、２つのプレス型４０，５０を備えている。
【００１９】
プレス型４０は、アーム部材１０における接続部２２ｄが挿入されている部分を載置するための不動の静金型である。プレス型４０におけるアーム部材１０が載置されるプレス面４１には、アーム部材１０の外周面に沿った半円形状に形成された外周プレス面４２と、外周プレス面４２（またはアーム部材１０）の円周方向に沿って外周プレス面４２から凸状に突出したカシメ凸部４３がプレス型４０の長手方向に沿って３つ設けられている。一方、プレス型５０は、プレス型４０に対して進退可能な状態で配置される動金型である。このプレス型５０には、プレス型４０に対応するプレス面５１，外周プレス面５２およびカシメ凸部５３がそれぞれ形成されている。
【００２０】
作業者は、嵌合部２２ｃおよび接続部２２ｄがアーム部材１０内に挿入された状態のアーム部材１０およびボールジョイント２０をプレス装置のプレス型４０上にセットする。そして、作業者は、プレス装置を作動させることにより、接続部２２ｄが挿入されているアーム部材１０の筒部を圧縮変形させてアーム部材１０とボールジョイント２０とを接続（カシメ固定）する。この場合、図４（Ｂ）に示すように、アーム部材１０の端部の筒部は、プレス型４０，５０のプレス面４１，５１の形状に沿って塑性変形し接続部２２ｄに密着する。これにより、ボールジョイント２０はアーム部材１０に定着する。なお、この場合、接続部２２ｄの表面を凹凸状（例えば、雄ネジや環状の溝）に形成しておくことで、接続部２２ｄとアーム部材１０との結合強度をより向上させることができる。
【００２１】
次に、作業者は、ボールジョイント２０が接続されたアーム部材１０をプレス装置から取り出し、ボールジョイント２０と同様な手順によってボールジョイント３０をアーム部材１０の他端部に接続する。これにより、アーム部材１０の両端部にボールジョイント２０およびボールジョイント３０がそれぞれ接続され、スタビライザーリンクＳＬが略完成する。スタビライザーリンクＳＬを完成させるための他の工程は、本発明に直接関係しないため、その説明は省略する。
【００２２】
完成したスタビライザーリンクＳＬは、自動車などの車両のサスペンション機構の一部として組み付けられる。そして、スタビライザーリンクＳＬは、車両が走行する際、車体の走行安定性を維持する。この車両の走行時においてスタビライザーリンクＳＬには、泥水や塩分を含んだ水（例えば、海水）または粉塵などの異物が付着することがある。しかし、ボールジョイント２０の嵌合部２２ｃが挿入されたアーム部材１０の筒部内における嵌合部２２ｃとアーム部材１０の内周面との間にはＯリング２３が設けられているため、スタビライザーリンクＳＬに付着した異物がアーム部材１０内に侵入することはない。
【００２３】
上記接続方法の説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、アーム部材１０の筒部内にボールジョイント２０の軸部（嵌合部２２ｃおよび接続部２２ｄ）が挿入されて構成されたスタビライザーリンクＳＬにおいて、嵌合部２２ｃとアーム部材１０の内周面との間にＯリング２３が設けられている。このため、車両の走行時や洗車時などにおいてスタビライザーリンクＳＬに水分や粉塵（塩分を含んだものも含む）などの異物が付着した場合であってもアーム部材１０の筒部内にこれらの異物が侵入することがない。このため、アーム部材１０の内周面（プレス加工により塑性変形した部分も含む）およびアーム部材１０の筒部内に位置する嵌合部２２ｃ，接続部２２ｄに水分や塩分などが被着することを防止することができる。この結果、スタビライザーリンクＳＬの耐久性を向上させることができるとともに、ボールジョイント２０とアーム部材１０との結合強度を長期間に亘って維持することができる。
【００２４】
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００２５】
上記実施形態においては、１つのＯリング２３を用いてアーム部材１０の筒部内への異物の侵入を防止するように構成したが、これに限定されるものではない。すなわち、２つ以上のＯリング２３を用いてシールするように構成してもよい。これによれば、上記実施形態に比べてより確実にアーム部材１０の筒部内への異物の侵入を防止することができる。
【００２６】
また、上記実施形態においては、本発明に係る侵入防止手段としてＯリング２３を用いた。しかし、アーム部材１０の筒部内に挿入された嵌合部２２ｃとアーム部材１０の筒部との隙間から異物（例えば、水や水蒸気などの流体、粉塵などの粉体）がアーム部材１０の筒部内に侵入することを防止できれば、これに限定されるものではない。例えば、図４に示すように、アーム部材１０の開口部１１と嵌合部２２ｃとの間にシーリング剤２７を塗布することにより、アーム部材１０の筒部内への異物の侵入を防止することができる。これによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。また、シーリング剤２７と上記実施形態におけるＯリング２３とを併用してもよい。これによれば、上記実施形態に比べてより確実にアーム部材１０の筒部内への異物の侵入を防止することができる。
【００２７】
また、侵入防止手段としてロックナットを用いることもできる。例えば、ボールジョイント２０の嵌合部２２ｃ上に雄ネジを形成するとともに、アーム部材１０の筒部内に前記雄ネジと噛み合う雌ネジを形成しておく。また、嵌合部２２ｃの雄ネジと噛み合うロックナットを用意する。そして、嵌合部２２ｃの雄ネジをアーム部材１０の筒部に形成された雌ネジに噛み合わせることにより、ボールジョイント２０とアーム部材１０とを接続した後、ロックナットをアーム部材１０に向けて締め付ける。これにより、上記実施形態と同様にアーム部材１０の筒部内への異物の侵入を防止することができる。
【００２８】
また、上記実施形態においては、Ｏリング２３をアーム部材１０におけるプレス加工する位置よりも開口部側に配置した。しかし、Ｏリング２３をアーム部材１０におけるプレス加工する位置よりも奥側に配置してもよい。具体的には、接続部２２ｄの先端部に溝部２２ｅを備えた嵌合部２２ｃを形成し、溝部２２ｅにＯリング２３を嵌め込む。この場合、アーム部材１０のプレス加工により塑性変形した部分をシールすることはできないが、アーム部材１０の筒部内におけるＯリング２３より奥側への異物の侵入を防止することができる。
【００２９】
また、上記実施形態においては、アーム部材１０とボールジョイント２０,３０とから構成されるスタビライザーリンクＳＬに本発明を適用したが、これに限定されるものではない。本発明は、自動車などの車両のサスペンション機構やステアリング機構に用いられる複合部材であって、軸部を筒部内に挿入して同軸部と同筒部とを接続した複合部材に広く適用できるものである。例えば、自動車のサスペンション機構に用いられるサスペンションアームや、ステアリング機構に用いられるタイロッドエンド、ラックエンド、これらに用いられるインナーボールジョイントなどにも広く適用することができるものである。
【００３０】
また、上記実施形態においては、所謂冷間プレス加工を用いてアーム部材１０の筒部を塑性変形させてボールジョイント２０をアーム部材１０に定着するように構成したが、これに限定されるものではない。すなわち、冷間プレス以外のプレス加工、すなわち、温間プレス加工、熱間プレス加工を用いてボールジョイント２０をアーム部材１０に定着させてもよい。この場合、プレス加工時の熱に耐えられる材料で形成されたＯリング２３を用いるようにする。また、アーム部材１０の筒部を塑性変形させる以外の加工方法によってボールジョイント２０とアーム部材１０とを接続するようにしてもよい。例えば、ボールジョイント２０の接続部２２ｄ上に雄ネジを形成するとともに、アーム部材１０の筒部内に前記雄ネジと噛み合う雌ネジを形成しておく。そして、接続部２２ｄの雄ネジをアーム部材１０の筒部に形成された雌ネジに噛み合わせることにより、ボールジョイント２０とアーム部材１０とを接続してもよい。これらによっても、上記実施形態と同様な効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係るスタビライザーリンクの全体を示す正面図である。
【図２】（Ａ）は図１のスタビライザーリンクのボールジョイントを示す平面図であり、（Ｂ）は同ボールジョイントを示す一部破断正面図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は、アーム部材にボールジョイントを挿入してアーム部材をプレス加工する状態を示す説明図であり、（Ａ）は一部破断平面図であり、（Ｂ）は一部破断正面図である。
【図４】本発明の他の変形例を示すスタビライザーリンクの一部破断正面図である。
【符号の説明】
【００３２】
ＳＬ…スタビライザーリンク、１０…アーム部材、２０，３０…ボールジョイント、２１…ボールスタッド、２２…軸受部材、２２ａ…ソケット部、２２ｂ…支持部、２２ｃ…嵌合部、２２ｄ…接続部、２３…Ｏリング、２４…ベアリングシート、２５…プラグ、２６…ダストカバー、４０，５０…プレス型、４１，５１…プレス面、４２，５２…外周プレス面、４３，５３…カシメ凸部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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