(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともロッド部分をアルミニウム合金の押出形材をその押出方向と直角に所定の幅で切断して形成すると共に、
上記ロッド部分の中間に該ロッド部分の中立軸が該ロッド部分の長手方向と直交する方向に偏位する偏位部が形成され、
上記偏位部は、押出成形時に形成され、上記ロッド部分の中間おける一側面に突出する凸部と、これと対向する他側面における該凸部の中央付近の位置に設けた底広凹溝またはＵ字溝を含む凹部とからなり、上記ロッド部分の曲げ変形を一定の曲げ角度の範囲内に納め得る、
ことを特徴とするサスペンション用リンク。
【請求項２】
アルミニウム合金の押出形材をその押出方向と直角に所定の幅で切断したリンクであって、切断後の長手方向の両端にジョイント部を有し、このジョイント部同士の間にロッド部分を一体に有すると共に、
上記ロッド部分の中間に該ロッド部分の中立軸が該ロッド部分の長手方向と直交する方向に偏位する偏位部が形成され、
上記偏位部は、押出成形時に形成され、上記ロッド部分の中間おける一側面に突出する凸部と、これと対向する他側面における該凸部の中央付近の位置に設けた底広凹溝またはＵ字溝を含む凹部とからなり、上記ロッド部分の曲げ変形を一定の曲げ角度の範囲内に納め得る、
ことを特徴とするサスペンション用リンク。
【請求項３】
前記偏位部の凹部内に前記ロッド部分に加わる軸圧縮力の中心線が貫通する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のサスペンション用リンク。
【請求項４】
前記偏位部の凹部は、前記底広凹溝の開口部に曲げ変形を一定の曲げ角度の範囲内に納め得る少なくとも１つの当接片を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のサスペンション用リンク。
【請求項５】
前記偏位部が、前記ロッド部分の長手方向に沿って同じ向きに複数形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のサスペンション用リンク。
【請求項６】
前記偏位部が、前記ロッド部分の長手方向に沿って互いに反対向きに複数形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のサスペンション用リンク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等のサスペンションに用いられるリンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車等のサスペンションには、アッパリンク、ロアリンク、トランスバースリンク、トレーリングリンク等の各種のリンクが使用されている。
係るリンク４０は例えば、図５(Ａ)に示すように、透孔４３を有するリング形のジョイント部４２と、一対の連結片４５を平行に有する略Ｕ形のジョイント部４４との間に、棒鋼又は鋼管４６をそれぞれ溶接Ｗで溶着したものが用いられていた。リング形のジョイント部４２は鋼管を短尺に切断して加工したもので、略Ｕ形のジョイント部４４は鋼板を曲げ加工したものである。
【０００３】
上記リンク４０の使用時において、その鋼管４６は軸方向に沿う圧縮又は引張り荷重等を常時受けている。そして、事故等により鋼管４６に対し、その許容座屈荷重を超えた荷重が加わると、曲りや破断を生じる。
一方、例えば自動車が道路の路肩に植設された縁石等に衝突した場合等、上記リンク４０の鋼管４６にその許容座屈荷重と同程度の軸圧縮力が加わった場合、座屈や破断を生じず、割れや局部破損に留まることがある。この場合、自動車の運転姿勢等に大きな変化が表れないため、運転者はリンク４０の割れ等の存在に気付かないことがある。そして、上記割れ等を有するリンク４０をそのまま用いて、運転している間に、係る割れや局部破損からリンク４０が破断して事故に至ることがある。
【０００４】
そこで、鋼管４６にその許容座屈荷重と同等の軸圧縮力が加わった場合、当該鋼管４６が破断する前にその座屈を誘発することにより、鋼管４６に異常が生じていることを運転者に自覚させるリンク４０′が提案されている。
このリンク４０′は、図５(Ｂ)に示すように、鋼管４６の中央付近に緩くカーブした偏位部４８を形成したものである。この偏位部４８により、鋼管４６にその許容荷重と同程度の軸圧縮力が加わった場合、リンク４０′全体が図示で略へ字形に座屈変形し、異常が発生したことを運転者に知らしめることができる。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】
しかしながら、上記リンク４０′は、鋼管４６の曲げ精度がバラツキ易く座屈を生じる荷重が変化し易いという問題がある。また、各リンク４０，４０′の構成部品４２,４４,４６は全て鋼製であるため、重量も嵩むという問題もあった。
本発明は、以上の従来の技術における問題点を解決し、座屈を生じる軸圧縮力や曲げ変形が安定し、且つ工数やコストを低減できると共に、軽量化も可能とするサスペンション用リンクを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するため、アルミニウム合金の押出形材を用いることにより、形状・寸法精度の高い偏位部を予め一体に形成することに、着想して成されたものである。
即ち、本発明のサスペンション用リンク（請求項１）は、少なくともロッド部分をアルミニウム合金の押出形材をその押出方向と直角に所定の幅で切断して形成すると共に、上記ロッド部分の中間に該ロッド部分の中立軸が該ロッド部分の長手方向と直交する方向に偏位する偏位部が形成され、上記偏位部は、押出成形時に形成され、上記ロッド部分の中間おける一側面に突出する凸部と、これと対向する他側面における該凸部の中央付近の位置に設けた底広凹溝またはＵ字溝を含む凹部とからなり、上記ロッド部分の曲げ変形を一定の曲げ角度の範囲内に納め得る、ことを特徴とする。
また、本発明には、アルミニウム合金の押出形材をその押出方向と直角に所定の幅で切断したリンクであって、切断後の長手方向の両端にジョイント部を有し、このジョイント部同士の間にロッド部分を一体に有すると共に、上記ロッド部分の中間に該ロッド部分の中立軸が該ロッド部分の長手方向と直交する方向に偏位する偏位部が形成され、上記偏位部は、押出成形時に形成され、上記ロッド部分の中間おける一側面に突出する凸部と、これと対向する他側面における該凸部の中央付近の位置に設けた底広凹溝またはＵ字溝を含む凹部とからなり、上記ロッド部分の曲げ変形を一定の曲げ角度の範囲内に納め得る、ことを特徴とするサスペンション用リンク（請求項２）も含まれる。
【０００７】
これらによれば、ロッド部分の前記凸部と底広凹溝またはＵ字溝を含む凹部とからなる偏位部によって、軸圧縮力等により座屈を誘発することが容易となり、且つ曲げ変形を一定の曲げ角度の範囲内に納め易くなる。このため、リンクが破断に至る前にその異常を確実に認識できると共に、自動車等の安全性向上に寄与することができる。しかも、予め押出形材にて偏位部を精度良く形成し、且つ形材を所定の幅寸法で切断するのみで得られるため、工数及びコストを低減できると共に、自動車等の軽量化も図ることができる。
更に、両端にジョイント部を有する請求項２のリンクによれば、ジョイント部も押出成形時に形成されるため、ロッド部分とジョイント部を一体に押出成形でき、これらの間での溶接等が不要となる。
【０００８】
また、前記偏位部の凹部内に前記ロッド部分に加わる軸圧縮力の中心線が貫通する、サスペンション用リンク（請求項３）も含まれる。
これによれば、偏位部に座屈を一層確実に誘発することが可能となる。
更に、前記偏位部の凹部は、前記底広凹溝の開口部に曲げ変形を一定の範囲内に納め得る少なくとも１つの当接片を有する、サスペンション用リンク（請求項４）も含まれる。
これによれば、偏位部の座屈により底広凹溝の開口部における１つの当接片が対向する開口縁と、又は一対の当接片同士が当接することにより、曲げ変形を一定の曲げ角度の範囲内に納めることができ、他のサスペンション部品を損傷しない程度に変形させ、異常事態を運転者に確実に認識させることが可能となる。
【０００９】
また、前記偏位部が、前記ロッド部分の長手方向に沿って同じ向きに複数形成されている、サスペンション用リンク（請求項５）も含まれる。
これによれば、各偏位部の曲げ変形が少なくても、ロッド部分全体を略同じ方向に所要サイズの座屈を容易に誘発することが可能となる。
更に、前記偏位部が、前記ロッド部分の長手方向に沿って互いに反対向きに複数形成されている、サスペンション用リンク（請求項６）も含まれる。
【００１０】
これによれば、偏位部毎に座屈する方向が逆向きになるので、座屈によるロッド部分全体の周囲への変形スペースを小さくでき、リンクに隣接するショックアブソーバやコイルバネ等のサスペンション部品を損傷しにくくし得る。
尚、本発明のリンクには、両端にジョイント部を有し、且つサスペンションに用いられるものであれば、ロッドやアーム等の名称に拘わらず包含される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施に好適な形態を図面と共に説明する。
図１(Ａ)は、本発明の前提となる参考形態のリンク１を得るためのアルミニウム合金からなる押出形材１ａを示す。この形材１ａは、図示で右端の透孔３を有するリング形のジョイント部２と、中央の板状部６ａと、左端の一対の連結片５を平行に有する略Ｕ形のジョイント部４と、上記板状部６ａの中央付近において緩くカーブした偏位部形成部分８ａとを有する断面を、その長手方向の全長に沿って有する。
尚、形材１ａのアルミニウム合金には、ＪＩＳ：Ａ６０６１、又は同６Ｎ０１等が用いられる。また、形材１ａの断面の長手寸法Ｌは約３７０ｍｍ、ジョイント部２の外径ｄ１は約５０ｍｍ、ジョイント部４の幅ｄ２は約６０ｍｍである。
【００１２】
図１(Ｂ)は、上記形材１ａをその押出方向と直角に所定の幅寸法、例えば３０〜５０ｍｍ程度に切断して得た本発明の一形態のリンク１を示す。このリンク１は、図１(Ｃ)に拡大して示すように、図示で右端の透孔３を有するリング形のジョイント部２と、その左側のロッド部分６と、左端の一対の連結片５を平行に有する略Ｕ形のジョイント部４と、上記ロッド部分６の中央付近において緩くカーブした偏位部８とを一体に有する。尚、一対の連結片５の適所には、ジョイント部４と連結する相手材側のピンやボルトを貫通させる透孔が追って穿設される。
【００１３】
上記ロッド部分６は、切断幅に応じて正方形又は長方形の矩形断面を有する。
また、ロッド部分６の略中央に位置する偏位部８は、ロッド部分６の図示上面（側面）に突出する凸部８ｂと、下面（側面）で凹む凹部８ｃとを平行に有し、凹部８ｃの最奥部分はロッド部分６に加わる軸圧縮力の中心線Ｓに近接した位置にある。即ち、偏位部８の中立軸Ｎはロッド部分６の長手方向と直交する方向に偏位している。尚、凸部８ｂと凹部８ｃのカーブは同じ大きさで、偏位部８における断面形状を一定にしているが、凸部８ｂと凹部８ｃのカーブを相似形にし、且つ後者を小さなものとしても良い。
図１(Ｅ)は、リンク１の変形形態のリンク１′を示し、凹部８ｃの深さが浅くロッド部分６の軸圧縮力の中心線Ｓから離れた形態である。
【００１４】
次に、図１(Ｃ)及び(Ｅ)により係るリンク１等の座屈形態について説明する。
先ず、リンク１，１′を両端の各ジョイント部２，４を図示しない治具で拘束して固定する。次に、ロッド部分６に対し軸圧縮力、即ち軸方向の圧縮荷重Ｗを加える。すると、偏位部８にはロッド部分６をＸ方向に曲げるモーメントが加わり、上記荷重がロッド部分６の許容軸圧縮力に至ると、上記荷重による曲げモーメントによって、図１(Ｃ)に示すように、偏位部８において、凸部８ｂ側に突出し凹部８ｃ側が凹む略へ字形の曲げ変形、即ち座屈Ｚが生じる。
従って、リンク１，１′を使用し、許容軸圧縮力以上の軸圧縮力が加わった場合、走行が困難な変形となり、修繕を余儀なくさせる程度の故障となるか、リンク１,１′に異常が生じたことが運転者に体感可能となる。
【００１５】
尚、偏位部８が形成されていない場合、一般的に外見容易な変形を生じず、微細なクラックに留まったまま自動車の走行が続行され、係る走行時における突然の破断を招く恐れがある。
また、偏位部８の凹部８ｃ内をロッド部分６の軸圧縮力の中心線Ｓが貫通する程度に、凹部８ｃを深く形成し、且つこれと平行に凸部８ｂを形成すると、上記より少ない軸圧縮力でも、偏位部８に座屈Ｚを確実に誘発することができる。
前記図１(Ｃ)，(Ｅ)での偏位部８は他のロッド部分６に対し、優先的に座屈Ｚを誘発するが、その変形角度が負荷される軸圧縮力の大きさによりバラツキ易い。
【００１６】
図２(Ａ)及び(Ｃ)は、曲げ変形を一定の範囲内に納め得る本発明のリンク１０，１０′を示す。
図２(Ａ)に示すように、リンク１０も、前記同様のアルミニウム合金製の押出形材をその押出方向と直角に所定の幅で切断して得たもので、図示のように、右端の透孔１３を有するリング形のジョイント部１２と、中央の矩形断面を有するロッド部分１６と、左端の一対の連結片１５を平行に有する略Ｕ形のジョイント部１４を有する。上記ロッド部分１６の中間には一対の偏位部１８を一体に有する。尚、一対の連結片１５の適所には、ジョイント部１４と連結する相手材側のピンやボルト等を貫通させる透孔が追って穿設される。
【００１７】
図２(Ａ)に示すように、一対の偏位部１８は、ロッド部分１６の図示で上面にカーブして突出する凸部１９と下面の凹部２０とを同じ向きにそれぞれ有する。
各凹部２０は、ロッド部分１６の下面における凸部１９の中央付近に位置する底広凹溝２２と、その狭い開口部２６と、開口部２６の両側に位置し斜め下向きに対向する一対の当接片２４，２４からなる。この当接片２４は略Ｌ字形の断面を有する。また、ロッド部分１６の軸圧縮力の中心線Ｓは、各底広凹溝２２内を貫通している。
図２(Ｃ)は、異なる形態のリンク１０′を示す。係るリンク１０′は、ロッド部分１６の下辺に小さなＵ字溝（凹部）２０′を有し、且つ各Ｕ字溝２０′内をロッド部分１６の軸圧縮力の中心線Ｓが貫通しないところが上記リンク１０と相違する。
ここで、リンク１０，１０′の座屈形態について説明する。先ず、リンク１０，１０′を両端の各ジョイント部１２，１４を図示しない治具で拘束して固定する。次に、図２(Ａ)，(Ｃ)のように、各ロッド部分１６に対し軸圧縮力Ｗを加える。
【００１８】
これにより、各偏位部１８にはロッド部分１６をＸ方向に曲げるモーメントが加わり、軸圧縮力がロッド部分１６の許容軸圧縮力に至ると、上記曲げモーメントにより各偏位部１８において、図２(Ｂ)に示すように、凸部１９側に突出し凹部２０側が凹む略へ字形の曲げ変形、即ち座屈が生じる。この際に、リンク１０の各凹部２０側では、対向する当接片２４同士が互いの先端部を当接し合って位置規制するため、各偏位部１８の曲り角度が制限される。このため、ロッド部分１６全体は、図２(Ｂ)のように笠形状に変形する。係る状態でロッド部分１６は破断することなくその笠形状の状態を保つ。
尚、凹部２０はその開口部２６における一方にのみ当接片２４を形成し、他方をこれと当接する開口縁としたものでも良い。
従って、リンク１０，１０′を用い且つ許容軸圧縮力以上の軸圧縮力が加わった場合、両端のジョイント部１２，１４は互いに接近するため、リンク１０，１０′に異常が生じたことが、運転者に体感可能となる。
【００１９】
また、リンク１０では一対の偏位部８を用いることにより、図２(Ｂ)に示すように、ロッド部分１６の曲げ変形のスペースを小さくでき、周囲のサスペンション部品の損傷を回避し易くなる。勿論、偏位部１８をロッド部分１６の中央に一つ形成したリンクとしても良い。更に、図２(Ｂ)の状態で、リンク１０に対する更に軸圧縮力を増加させると、各偏位部１８はこれ以上変形しにくいため、偏位部１８，１８間のロッド部分１６にＸ′方向の曲げモーメントが生じ、当該部分において曲りが生じ易くなり、変形する部位を順次規定することも可能となる。
【００２０】
更に、図２(Ｃ)のリンク１０′でも、軸圧縮力により偏位部１８においてロッド部分１６をＸ方向に曲げるモーメントが加わり、Ｕ字溝２０′の開口部が閉じるまで変形し、図２(Ｂ)と同様な笠形状に変形する。このリンク１０′では、Ｕ字溝（凹部）２０′の深さがロッド部分１６の軸圧縮力の中心線Ｓに至らないため、ロッド部分１６の長さや断面形状が同じ場合、リンク１０に比べ許容軸圧縮力は大きくなる。
【００２１】
図３(Ａ)は、前記リンク１０の応用形態のリンク１０″を示す。リンク１０″は、前記リンク１０に対し、ロッド部分１６中間の一対の偏位部１８のうち、右側のものを上下逆にした偏位部１８′としたものである。
そして、係るリンク１０″を前記同様に拘束し、ロッド部分１６に対し軸圧縮力を加えると、各偏位部１８にロッド部分１６をその長手方向と直交する方向に曲げる曲げモーメントが加わる。上記軸圧縮力が許容軸圧縮力に至ると、上記曲げモーメントにより、図３(Ｂ)に示すように、各偏位部１８において、凸部１９側に突出し凹部２０側が凹む略へ字形の曲げ変形をそれぞれ生じ、全体として偏平なＮ字形に曲げ変形する。
係るリンク１０″によれば、ロッド部分１６の曲げ変形のスペースを一層小さくでき、周囲のサスペンション部品の損傷を回避し易くなる。尚、凹部２０の形状を前記図２(Ｃ)のように深さの浅いＵ字溝２０′とすることもできる。
【００２２】
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
例えば、前記各ロッド部分における偏位部の偏位量を変えたものや、偏位部の形状が互いに異なるもの（図２(Ａ)の偏位部１８と図２(Ｃ)の偏位部１８）を組合せ、軸圧縮力の大きさと座屈変形後の形状を制御可能した偏位部としても良い。
また、リンク両端のジョイント部をロッド部分と一体に押出成形にて形成する場合、何れも透孔を中心に有するリング形のジョイント部同士としたり、逆に両端とも一対の連結片を平行に有する略Ｕ字形のジョイント部同士としたものとすることもできる。
更に、リンク両端のジョイント部の向きが同じ場合は、上記両端のジョイント部が同じ形態のものを含め、アルミニウム合金の押出形材で一体成形でき、その押出方向と直角に所定の幅で切断すれば良い。
【００２３】
尚、両端のリング形と略Ｕ形の各ジョイント部の向きが、互いに９０度異なっている参考形態のリンク３０について、図４により説明する。
図４(Ａ)は、リンク３０を得るための押出形材３０ａを示す。この形材３０ａは、図示で右端のリング形のジョイント部３２と、中央の板状部３６ａと、左端の長円部３４を有する。ジョイント部３２には透孔３３が穿設され、板状部３６ａの略中央には上向きにカーブした偏位部形成部分３８ａが、その長円部３４寄りには上下一対の凸条３７が一体に形成され、且つを長円部３４の左端寄りに小さな透孔３５が穿設されている。
【００２４】
係る形材３０ａをその押出方向と直角に所定の幅で切断すると、図４(Ｂ)に示すリンク素材３０′が得られる。この素材３０′は、その切断した跡において、右端のジョイント部３２の左側に断面矩形のロッド部分３６と、その中央の偏位部３８と、その左側の上下一対の突起部３７と、左端の長円部３４を有する。
次に、長円部３４の端部側からその幅方向の中央に沿ってスリット溝Ｇを、リンク素材３０′の長手方向に平行に形成する。この際、スリット溝Ｇの終端ｇは上記突起部３７内に位置させる。そして、素材３０′の長円部３４を図示しない一対の受け型内に入れて、ロッド部分３６を拘束し、且つスリット溝Ｇ内に図示しないポンチを左端から水平に受け型内に押込む押し広げ加工を行う。
【００２５】
尚、受け型の左右側壁には対称な湾曲壁が位置し、ポンチの先端側には中央の垂直な先尖凸条とその両側の湾曲面が形成されている。また、上記突起部３７はスリット溝Ｇの終端ｇに成形応力が集中することを緩和する。
その結果、図４(Ｃ)に示すように、長円部３４は、一対の平行な連結片３４ａとその右側の傾斜片３４ｂになり、平面視で略Ｕ字形のジョイント部３９を有するリンク３０を得ることができる。このリンク３０は、押出形材３０ａを切断し、且つスリット溝Ｇをポンチと受け型で押し広げ加工するのみで容易に形成することができる。尚、係る製造方法は、両端共に略Ｕ字形のジョイント部で且つ互いの向きが９０度異なる形態のリンクにも適用できることは明白である。
【００２６】
【発明の効果】
以上において説明した本発明のサスペンション用リンクは、軸圧縮力等により座屈を誘発することが容易となり、且つ曲げ変形を一定の曲げ角度の範囲内に納め易くなる。このため、ロッド部分の偏位部に当該ロッド部分に加わる許容軸圧縮力以上の力による座屈を優先的に誘発できると共に、リンクが破断等に至る前にその変形を確実に認識でき、自動車等の安全性向上に寄与することができる。しかも、予め押出形材にて偏位部を精度良く形成し、且つ形材を所定の幅寸法で切断するのみで得られるため、工数及びコストを低減できると共に、自動車等の軽量化にも寄与することができる。
また、請求項４乃至６のリンクによれば、上記に加えて、偏位部の座屈による曲げ角度や曲げ変形を一定の範囲内に納められ、リンク周囲のサスペンション部品への損傷を避けることが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】(Ａ)は参考のリンクを得るための押出形材を示す斜視図、(Ｂ)はこの形材を切断して得たリンクの斜視図、(Ｃ)はこのリンクの正面図、(Ｄ)は係るリンクの座屈状態を示す概略図、(Ｅ)は上記リンクの変形形態の正面図。
【図２】(Ａ)は本発明のリンクの正面図、(Ｂ)は係るリンクの座屈状態を示す概略図、(Ｃ)は本発明の異なる形態のリンクを示す正面図。
【図３】(Ａ)は本発明の応用形態であるリンクを示す正面図、(Ｂ)は係るリンクの座屈状態を示す概略図。
【図４】(Ａ)は異なる参考形態のリンクを得るための押出形材を示す斜視図、(Ｂ)はこの形材を切断して得たリンク素材の斜視図、(Ｃ)はこのリンク素材から得たリンクの斜視図。
【図５】(Ａ)及び(Ｂ)は従来のリンクを示す正面概略図。
【符号の説明】
１，１０′，１０″…リンク
１２，１４……………ジョイント部
１６……………………ロッド部分
１８，１８′…………偏位部
１９…………………凸部
２０…………………凹部
２０′………………Ｕ字溝（凹部）
２２…………………底広凹溝
２４…………………当接片
２６…………………開口部
Ｎ……………………中立軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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