JP2003294020A - 軸付き部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】鋼製の軸部材とアルミニウム合金製の本体部材
とを確実に固定する。 【解決手段】アルミニウム合金製の本体部材１０の雌ね
じ穴２４に鋼製の軸部材３０の雄ねじ部３２が、フラン
ジ部３４が本体部材１０の座面２２に着座するまで螺合
され、また、嵌合部４６が嵌合穴部４８に嵌合された状
態で、鋼製のリング部材１６が支持軸１４側から挿入さ
れる。軸部材３０のフランジ部３４の外周面には全周お
よび全長にわたってセレーション５０が形成され、リン
グ部材１６の内周面には全長および全周にわたってセレ
ーション穴５４が形成されている。リング部材１６のセ
レーション穴５４の軸方向の一端部が本体部材１０のボ
ス部２０の外周面に締まり嵌めされるとともに、セレー
ション穴５４の他端部がフランジ部３４のセレーション
５０に相対回転不能に嵌合される。軸部材３０の支持軸
１４にブッシュ１２が保持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
製の本体部材に鋼製の軸部材が固定された軸付き部材に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の軸付き部材の一例は、車両のサ
スペンション用アーム（以下、単にアームと称する）で
ある。軽量化のためにアームをアルミニウム合金製とす
ることが行われているが、全体をアルミニウム合金製と
することは困難である。例えば、Ｌ型ロアアームやＡ型
ロアアームにおいては、ブッシュを支持する支持軸部ま
でアルミニウム合金で一体に形成すると、強度を確保す
ることが難しい。そこで、特開平７−１８６６５１号公
報には、アルミニウム合金製の本体部材に鋼製の軸部材
を固定して、ブッシュ支持軸部とすることが提案されて
いる。

【０００３】このサスペンションアームにおいては、軸
部材と本体部材との固定は以下のようにして行われる。
軸部材に設けられた雄ねじ部が本体部材に設けられた雌
ねじ穴に、軸部材に設けられたフランジ部が本体部材の
座面に着座するまで螺合されるとともに、フランジ部が
本体部材に一体に設けられた円筒状の突出部内に隙間を
残して嵌合される。フランジ部の外周面にはセレーショ
ンが形成されており、かしめ用の工具により突出部が半
径方向内側に変形させられることにより、突出部の内周
面がフランジ部の外周面に強く押し付けられ、両者が互
いにかみ合った状態となって、軸部材の緩みが防止され
る。しかしながら、かしめによって本体部材が変形させ
られることにより、フランジ部と本体部材の座面との接
触面圧を安定的に確保することが困難であり、軸部材と
本体部材との螺合部分が緩み易くなる。また、かしめ専
用の工具が必要であってコスト高となる問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効
果】本発明は、以上の事情を背景とし、鋼製の軸部材と
アルミニウム合金製の本体部材とを確実に固定し得、か
つ、それを安価に実現し得るようにすることを課題とし
てなされたものであり、本発明によって、下記各態様の
軸付き部材が得られる。各態様は請求項と同様に、項に
区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号
を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明
の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術
的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に記載のも
のに限定されると解釈されるべきではない。また、一つ
の項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の
事項を常に一緒に採用しなければならないわけではな
い。一部の事項のみを選択して採用することも可能なの
である。

【０００５】なお、以下の各項において、(1)項が請求
項１に相当し、(2)項が請求項２に、(3)項が請求項３
に、(4)項と (5)項とを合わせたものが請求項４に、
(6)項と (7)項とを合わせたものが請求項５にそれぞれ
相当する。

【０００６】（１）アルミニウム合金から成り、ボス部
と、そのボス部の先端に形成された座面と、その座面に
直角に形成された雌ねじ穴とを備えた本体部材と、鋼か
ら成り、前記雌ねじ穴と螺合可能な雄ねじ部と、前記座
面に着座可能でかつ横断面形状が非円形であるフランジ
部と、そのフランジ部に対して前記雄ねじ部とは反対側
に延び出た軸部とを備えた軸部材と、鋼から成り、前記
雄ねじ部が前記雌ねじ穴に、前記フランジ部が前記座面
に着座するまで螺合された状態で、前記フランジ部と相
対回転不能に嵌合されるとともに、前記ボス部としまり
嵌めされたリング部材とを含む軸付き部材。

【０００７】軸部材の雄ねじ部が本体部材の雌ねじ穴
に、軸部材のフランジ部が本体部材のボス部の座面に着
座するまで螺合された状態で、鋼製のリング部材がフラ
ンジ部に相対回転不能に嵌合されるとともに、ボス部と
しまり嵌めさせられれば、リング部材が本体部材に固定
されて一体的なものとして機能するとともに、リング部
材がフランジ部に相対回転不能に嵌合して軸部材と本体
部材との相対回転が防止される。したがって、軸部材の
雄ねじ部の本体部材の雌ねじ穴に対する緩みが防止さ
れ、軸部材の本体部材からの離脱が確実に防止される。
リング部材を本体部材より硬度および強度の高い鋼から
成るものとすることにより、軸部材の緩みの防止を信頼
性高く実現できる。リング部材は、単純な形状の部材で
あり、安価に製造し得る。また、強度的に弱いアルミニ
ウム合金製の本体部材のボス部に鋼製のリング部材を外
側からしまり嵌めすることにより、本体部材のボス部を
圧縮する力が作用し、それによってボス部の内周面が軸
部材の外周面に強く押し付けられ、使用状態において軸
部材に作用する荷重によりボス部が変形させられ、軸部
材の本体部材への固定強度が低下することが良好に防止
される。また、リング部材のしまり嵌めにより、ボス部
に圧縮応力が発生させられることにより、ボス部の疲労
強度が向上する効果も得られる。フランジ部は、外周面
に、半径方向外向きに突出する突部あるいは半径方向内
向きに凹んだ切欠を１つ以上備える等により、横断面形
状が非円形を成すものであり、そのフランジ部に相対回
転不能にリング部材を嵌合することにより、フランジ部
の回転を簡単な構成で防止できる。また、フランジ部と
相対回転不能に嵌合されたリング部材が、本体部材のボ
ス部としまり嵌めされることにより本体部材に対する相
対回転が防止されるため、フランジ部と本体部材との相
対回転位置はいかなる位置であっても差し支えない。軸
部材の雄ねじ部は本体部材の雌ねじ穴に、フランジ部が
座面に着座するまで螺合されるのであるため、その状態
においてフランジ部の位相が一定しないのが普通であ
る。したがって、そのフランジ部と相対回転不能に嵌合
されるリング部材の位相も一定しないのであるが、リン
グ部材は本体部材のボス部といかなる相対回転位置にお
いてもしまり嵌め可能であるため差し支えはないのであ
る。 （２）前記フランジ部の外周面にセレーションが形成さ
れることにより、フランジ部の横断面形状が非円形とさ
れた (1)項に記載の軸付き部材。フランジ部の外周面に
セレーションが形成される場合には、それと相対回転不
能に嵌合されるリング部材にもセレーション穴が形成さ
れることが望ましい。リング部材には、セレーションの
互いに隣接する２つの歯の間に嵌入する１つ以上の歯が
形成されれば、フランジ部と相対回転不能に嵌合し得る
こととなるが、セレーションとセレーション穴との嵌合
とされれば、フランジ部とリング部材との相対回転が特
に強固に防止されることとなる。 （３）前記雄ねじ部と前記フランジ部との間に、横断面
形状が円形である嵌合部が設けられる一方、前記本体部
材の前記雌ねじ穴と前記座面との間に前記嵌合部と嵌合
される嵌合穴部が設けられた(1)項または(2)項に記載の
軸付き部材。嵌合部と嵌合穴部とはすきま嵌めされても
よいが、しまり嵌めあるいは中間嵌めとされることが望
ましい。後者の場合には、軸部材が本体部材に強固に保
持されることとなり、軸部材のぐらつきが特に良好に防
止されるからである。 （４）前記リング部材にセレーション穴が形成されてお
り、そのセレーション穴の一部が前記フランジ部のセレ
ーションと嵌合されるとともに、前記ボス部の外周面に
しまり嵌めされた(1)項ないし(3)項のいずれかに記載の
軸付き部材。リング部材にセレーション穴を形成するこ
とにより、本体部材の雌ねじ穴に軸部材の雄ねじ部を螺
合させた状態で、リング部材をフランジ部のセレーショ
ンに嵌合させた上で、セレーション穴の一部をボス部の
外周面にしまり嵌めすることができる。それによって、
本体部材と軸部材との相対回転がリング部材により阻止
された状態となり、軸部材の雄ねじ部の本体部材の雌ね
じ穴に対する緩みを確実に防止できる。また、セレーシ
ョン穴の形成によって、リング部材のボス部へしまり嵌
めが容易になり、かつ、セレーション穴の多数の歯の少
なくとも頂部が、比較的軟らかなボス部の外周面に食い
込んだ状態となり、リング部材とボス部との相対回転が
良好に防止される。 （５）前記セレーション穴が前記リング部材の全長にわ
たって形成された (4)項に記載の軸付き部材。リング部
材の内周面のうち、一端部にのみセレーションを形成し
てセレーション穴とすることも可能である。しかし、リ
ング部材の全長にわたってセレーション穴を形成すれ
ば、セレーション穴の形成が容易になる。 （６）前記本体部材がサスペンション装置のアームの本
体部材である(1)項ないし (5)項に記載の軸付き部材。
本発明は、サスペンション装置のアーム、特に形状が比
較的複雑で鍛造により製造されることが望ましいＬ型ロ
アアームやＡ型ロアアームに好適である。サスペンショ
ン装置のアームにおいては、その本体部材は軽量化のた
めにアルミニウム合金製とされる場合が多いが、軸部材
には大きな負荷が作用することが多い。したがって、軸
部材を本体部材に螺合させるのみの場合は勿論、前述の
ように本体部材の一部をかしめることにより、それとフ
ランジ部の外周面とが密着させられる場合でも、螺合部
分が緩み易い問題があったのであるが、本発明によれ
ば、そのような軸部材の緩みが良好に防止される。 （７）前記軸部材がブッシュの支持軸である (6)項に記
載の軸付き部材。軸部材が、アームと他部材との連結部
に設けられる衝撃吸収用のブッシュの支持軸である場合
には、アームが組み付けられた車両の走行中に、曲げや
ねじり等の大きな荷重が繰り返し作用する。しかも、支
持軸の直径はできる限り小さいことが望ましい。その
点、本項の発明によれば、アルミニウム合金よりは硬度
および強度の高い鋼からなる支持軸が強固に本体部材に
固定されるため、支持軸を細いものとしながら、支持軸
自体が破損することも、支持軸が本体部材から離脱する
ことも確実に防止することができる。 （８）前記アームがＬ型ロアアームである (7)項に記載
の軸付き部材。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態である軸
付き部材としてのサスペンション装置のアームについて
図面に基づいて詳細に説明する。図１に本発明の一実施
形態である自動車用サスペンション装置の前輪側に設け
られたＬ型ロアアームを示す。Ｌ型ロアアームは、本体
部材１０と、本体部材１０に一体的に設けられ、他部材
との連結部に設けられる衝撃吸収用のブッシュ１２（図
２参照）を支持する支持軸１４と、リング部材１６とを
備えている。

【０００９】本体部材１０は、アルミニウム合金から成
り、本実施形態においては鍛造により成形されている。
鍛造された素材に機械加工が施されることにより、円筒
状を成すボス部２０と、ボス部２０の先端に形成された
座面２２と、座面２２に直角に形成された雌ねじ穴２４
とを備えた本体部材１０とされているのである。支持軸
１４は、図２および図４に示す軸部材３０によって構成
されている。軸部材３０は、鋼から成り、雌ねじ穴２４
と螺合可能な雄ねじ部３２と、座面２２に着座可能でか
つ横断面形状が非円形であるフランジ部３４と、フラン
ジ部３４に対して雄ねじ部３２とは反対側に延び出た軸
部である支持軸１４とを備えている。支持軸１４の先端
部には、雄ねじ部３８が形成されている。支持軸１４の
軸方向において雄ねじ部３８よりもフランジ部３４側の
部分には、横断面形状が六角形の工具係合部４０が形成
されている。雄ねじ部３２とフランジ部３４との間に
は、横断面形状が円形である嵌合部４６が形成されてい
る。一方、本体部材１０の雌ねじ穴２４と座面２２との
間には、上記嵌合部４６と嵌合される嵌合穴部４８が形
成されている。嵌合部４６と嵌合穴部４８とは、しまり
嵌めあるいは中間嵌めされている。フランジ部３４の外
周面には、全周および全長にわたってセレーション５０
が形成されることにより、フランジ部３４の横断面形状
が非円形とされている。

【００１０】リング部材１６は、図５に示すように、鋼
から成るリング状を成し、その内周面には全長および全
周にわたってセレーション穴５４が形成されている。セ
レーション穴５４は、フランジ部３４のセレーション５
０にバックラッシ分以上は相対回転不能に嵌合し得る寸
法で形成され、また、セレーション穴５４を構成する多
数の歯の頂に接する円筒の直径は、本体部材１０のボス
部２０の外径よりやや小さくされて、ボス部２０に締ま
り嵌合される寸法とされている。図３に拡大して示すよ
うに、セレーション穴５４の一方の端部において、鋼製
のリング部材１６より比較的軟らかなボス部２０の外周
面にセレーション穴５４の上記歯の頂部が食い込まされ
ることにより、本体部材１０に対するリング部材１６の
相対回転が良好に防止されている。また、セレーション
穴５４の他方の端部がフランジ部３４のセレーション５
０と実質的に相対回転不能に嵌合されている。

【００１１】本体部材１０への軸部材３０およびリング
部材１６の組付けについて説明する。本体部材１０の雌
ねじ穴２４に軸部材３０の雄ねじ部３２が、フランジ部
３４の嵌合部４６側の端面５６が本体部材１０の座面２
２に着座するまで螺合される。その途中で、嵌合部４６
が嵌合穴部４８にしまり嵌めまたは中間嵌めされるた
め、軸部材３０の回転抵抗が大きくなるが、工具係合部
４０に工具が係合させられて大きな回転トルクが付与さ
れるため、嵌合部４６と嵌合穴部４８との嵌合が進行
し、やがてフランジ部３４が座面２２に着座する。その
状態で、リング部材１６がセレーション５０に嵌合可能
な位相で支持軸１４側から軸方向に挿入され、セレーシ
ョン穴５４がフランジ部３４のセレーション５０に嵌合
される。続いて、圧入機を使用してリング部材１６が本
体部材１０側へ移動させられることにより、リング部材
１６の軸方向の一端部が本体部材１０のボス部２０にし
まり嵌合される。以上で本体部材１０，軸部材３０およ
びリング部材１６の組付けが完了する。

【００１２】後に、支持軸１４に前記ブッシュ１２が組
み付けられる。まず、ブッシュ１２が支持軸１４に嵌合
され、その支持軸１４の雄ねじ部３８にナット６０が締
め込まれることにより、ブッシュ１２が支持軸１４およ
び本体部材１０に相対回転不能かつ軸方向に相対移動不
能に保持される。

【００１３】本実施形態によれば、前記〔発明が解決し
ようとする課題，課題解決手段および効果〕の項で説明
したように、雄ねじ部３２と雌ねじ穴２４との緩みが、
フランジ部３４およびボス部２０とリング部材１６との
嵌合により確実に防止できる。リング部材１６の組付け
は、上述のように、本体部材１０に軸部材３０を取り付
けた状態で、圧入機によって容易かつ安価に実施でき
る。本体部材１０は、軽量化のためにアルミニウム合金
製とされているが、ボス部２０の外周面にアルミニウム
合金より強度および硬度の高い鋼製のリング部材１６が
しまり嵌めされることにより、ボス部２０が外周側から
補強される。特に、本実施形態においては、嵌合穴部４
８の内周面が嵌合部４６の外周面にしまり嵌めまたは中
間嵌めされており、ボス部２０がリング部材１６により
さらに内周側へ強く締め付けられるため、ボス部２０と
嵌合部４６とが強固に固定される。

【００１４】上記のように、リング部材１６のしまり嵌
め前に嵌合穴部４８の内周面と嵌合部４６の外周面とが
しまり嵌めまたは中間嵌めとなることは望ましいことで
あるが、不可欠ではない。嵌合穴部４８と嵌合部４６と
をすきま嵌めとする場合でも、雄ねじ部３２と雌ねじ穴
２４との隙間よりは小さくすることが容易であり、その
分、軸部材３０の本体部材１０に対する相対移動可能量
を小さくすることができるのである。また、軸部材３０
は、フランジ部３４が座面２２に着座するまで締め込ま
れ、この締め込みによって軸部材３０の本体部材１０に
対する相対移動が防止されるため、嵌合穴部４８の内周
面と嵌合部４６の外周面とのしまり嵌めまたは中間嵌め
により軸部材３０の本体部材１０に対する相対移動を防
止することは不可欠ではない。

【００１５】以上、本発明の実施形態を詳細に説明した
が、これは例示に過ぎない。本発明は、サスペンション
装置のＬ型ロアアーム以外のアームや、その他の軸付き
部材の鋼製の軸部材とアルミニウム合金製の本体部材と
を確実に固定するために適用可能なものであり、前記
〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効
果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識
に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態である軸付き部材としてのサ
スペンション装置のアームの一種であるＬ型ロアアーム
を示す平面図である。

【図２】上記アームを構成する本体部材，軸部材および
リング部材を示す正面断面図である。

【図３】図２のＡ部拡大図である。

【図４】前記アームの軸部材を示す正面図である。

【図５】上記アームのリング部材を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０：本体部材 １２：ブッシュ １４：支持軸
１６：リング部材 ２０：ボス部 ２２：座面 ２４：雌ねじ穴 ３
０：軸部材 ３２：雄ねじ部 ３４：フランジ部
３８：雄ねじ部 ４０：工具係合部 ４６：嵌
合部 ４８：嵌合穴部 ５０：セレーション ５
４：セレーション穴

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム合金から成り、ボス部と、
   そのボス部の先端に形成された座面と、その座面に直角
   に形成された雌ねじ穴とを備えた本体部材と、 鋼から成り、前記雌ねじ穴と螺合可能な雄ねじ部と、前
   記座面に着座可能でかつ横断面形状が非円形のフランジ
   部と、そのフランジ部に対して前記雄ねじ部とは反対側
   に延び出た軸部とを備えた軸部材と、 鋼から成り、前記雄ねじ部が前記雌ねじ穴に、前記フラ
   ンジ部が前記座面に着座するまで螺合された状態で、前
   記フランジ部と相対回転不能に嵌合されるとともに、前
   記ボス部としまり嵌めされたリング部材とを含むことを
   特徴とする軸付き部材。
2. 【請求項２】 前記フランジ部の外周面にセレーション
   が形成されることにより、フランジ部の横断面形状が非
   円形とされた請求項１に記載の軸付き部材。
3. 【請求項３】 前記リング部材の全長にわたってセレー
   ション穴が形成されており、そのセレーション穴の一部
   が前記ボス部の外周面にしまり嵌めされた請求項１また
   は２に記載の軸付き部材。
4. 【請求項４】 前記雄ねじ部と前記フランジ部との間
   に、横断面形状が円形である嵌合部が設けられる一方、
   前記本体部材の前記雌ねじ穴と前記座面との間に前記嵌
   合部と嵌合される嵌合穴部が設けられた請求項１ないし
   ３のいずれかに記載の軸付き部材。
5. 【請求項５】 前記本体部材がサスペンション装置のア
   ームの本体部材であり、前記軸部材がブッシュの支持軸
   である請求項１ないし４のいずれかに記載の軸付き部
   材。