JPH08230427A - トルクロッド及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルミ製エンドの使用により、トルクロッド
を軽量化する。 【構成】 鉄製薄肉パイプからなる連結棒１１の両端
に、高強度のアルミ製エンド１０を一体化している。ア
ルミ製エンド１０としては、環状部に連結部が一体化さ
れた断面をもつアルミ押出し形材を輪切りにしたもの等
が使用される。アルミ製エンド１０は、継手部品の利用
やカシメ等により連結棒１１に接続できる。接続端面に
山部，谷部等の凹凸を形成するとき、連結棒１１の軸回
りにアルミ製エンド１０が回転することが防止される。 【効果】 重量の大半を占めるエンドがアルミ製である
ので、軽量化の要求が厳しい車両に適したトルクロッド
が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トラックのサスペンシ
ョン等に装備されるトルクロッド及びその製造法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】車両には、車輪からの衝撃を緩和させ、
走行状態を安定化させるためにサスペンションが設けら
れている。特に、トラックを初めとする大型車両では、
加わる衝撃も大きくなることから、トルクロッドを組み
込んだサスペンションが使用されている。たとえば、図
１に示すヘンドリクソン式サスペンションでは、マルチ
リーフスプリング１をブラケット２で車体側部材に取り
付け、イコライザービーム３で支持している。イコライ
ザービーム３は、両端がエンドブッシュ４及びビームハ
ンガブラケット５によりシャフト６に固着されている。
左右のイコライザービーム３は、インナーチューブ７及
びクロスチューブ８で連結されている。そして、前後の
シャフト６の間に一対のトルクロッド９，９を相互に連
結して前後のシャフト６の間に設けている。

【０００３】トルクロッド９としては、鋳鍛造製の鉄系
一体品が従来から使用されてきた。しかし、重量のある
鋳鍛造製品は、車両を軽量化する上で改善が要求される
部品である。特に貨物運搬用のトラック等にあっては、
過積載の規制が強まってきている最近の傾向に対応し、
車両及び車両部品の一層の軽量化が求められている。こ
の要求に応えるものとして、図２に示すように、トルク
ロッドをエンド１０，１０と連結棒１１に三分割し、連
結棒１１に薄肉の鉄製パイプを使用したものが開発され
ている。この場合、鉄製パイプでできた連結棒１１の両
端にエンド１０，１０が溶接，摩擦圧接等で接合され
る。図２（ｂ）では、そのうちの圧接構造を示してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図２に示したトルクロ
ッドは、連結棒１１に薄肉の鉄製パイプを使用している
ので、従来の鋳鍛造でできた中実のトルクロッドに比較
すると軽くなっている。しかし、素材として鉄を使用し
ていることから、軽量化には限界がある。更なる軽量化
を図るためには、鉄に匹敵する強度をもち、しかも鉄よ
りも軽い素材を使用する必要がある。軽い材料の代表的
なものとしては、アルミがある。しかし、アルミは、鉄
に比較して軟らかい材料であり、トルクロッド全体をア
ルミ製にすると、車両に組み込んだ状態で必要とされる
機械的特性が不足する場合がある。たとえば、比較的小
径の連結部分に大きな捩りモーメントが加わるが、アル
ミ製の連結棒では、その捩りモーメントによって変形す
る虞れがある。変形防止だけのためには、たとえばアル
ミ製連結棒を大径化して耐変形抵抗を上げることが考え
られる。しかし、大径化した連結棒は、重量が鉄製とほ
とんど変わらなくなり軽量化のメリットが得られず、ま
た他の部品との位置の取合いから車両の組立てに支障を
来す。本発明は、このような問題を解決すべく案出され
たものであり、連結部を高強度の鉄製パイプとし、その
両端に取り付けるエンドをアルミ化することにより、必
要強度をもち且つ軽量化されたトルクロッドを提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のトルクロッド
は、その目的を達成するため、鉄製薄肉パイプの両端に
高強度のアルミ製エンドをカシメ又は継手を使用した接
合等で一体化したことを特徴とする。エンドに使用され
るアルミ材としては、２０１４，２０１７，２０２４等
のＡｌ−Ｃｕ系合金，６０６１等のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系
合金，７０７５，７１７５等のＡｌ−Ｚｎ−Ｍｎ系合金
等がある。Ａｌ製エンドは、たとえば図３（ａ）に示す
ように、環状部１２に連結部１３がついた断面形状をも
つ押出し形材を輪切りにした後、所定の熱処理を施すこ
とによって必要強度を得ることができる。或いは、輪切
りに切断する前に、押出し形材を熱処理することも可能
である。また、押出し丸棒等を鍛造することにより、図
３（ａ）に示すように環状部１２に連結部１３がついた
エンド１０，或いは図３（ｂ）に示すように膨出部１４
を付けたエンドを作製してもよい。エンド１０と連結棒
１１との接合を考慮したとき、膨出部１４を含めた連結
部１３を円筒状等に成形加工又は切削加工することが好
ましい。

【０００６】アルミ製のエンド１０は、継手を使用して
連結棒１１に機械的に固着することもできる。継手とし
ては、たとえば割り型の鉄製継手を使用する。一方の継
手部品は、図４（ａ）に示すように、鍛造やプレス成形
で所定形状に成形されており、エンド１０の内周面に接
する側壁１５からエンド１０の側面に接する側壁１６を
経てエンド１０の外周面に接する側壁１７に至るほぼコ
字状の形状をもっている。側壁１５は、図４（ｂ）に示
すようにエンド１０の内周面の曲率に一致する湾曲面と
なっている。側壁１６には、エンド１０を固定する複数
のリベット孔１８が穿設されている。側壁１７には、エ
ンド１０の連結部１３が差し込まれる凹部１７ｂが形成
されており、継手部品２０とエンド１０の上下方向の動
きを抑える働きをする。連結棒１１に取り付けられる円
筒状又は円柱状の接続部１９が一体化されている。この
継手部品と他方の継手部品２０との合せ面には、段差部
１５ａ，１７ａ，１９ａが形成されている。段差部１５
ａ，１７ａ，１９ａは、他方の継手部品２０の段差部１
５ａ，１７ａ，１９ａとかみ合わされた状態で必要に応
じ溶接される。また、各側壁１５〜１７の角部は、面取
りされている。また、側壁１５，１７には、組み合わせ
たエンド１０の位置関係を固定するように段差部凹み１
５ｂ，１７ｂ，１９ｂが形成されている。この継手部品
と他方の継手部品２０との間にエンド１０を挟み、リベ
ット孔１８を介しリベット止めすることにより、エンド
１０に継手が取り付けられる。

【０００７】継手としては、図５に示すように一体成形
した継手２１を使用することもできる。この継手２１
は、側壁１７の両端から側壁１６，１６を立ち上がら
せ、側壁１６，１６の先端を内側に屈曲させた側壁１
５，１５としている。また、側壁１７の内面に隆起部２
２を設け、この隆起部２２に対応した凹部をもつエンド
１０を使用するとき、装着後のエンド１０と継手２１と
の位置関係が固定される。エンド１０に取り付ける前の
継手２１は、図５（ｂ）に示すように、側壁１６が側壁
１７から直線状に延びている。エンド１０の所定位置に
継手２１を配置した後、屈曲点２３を局部加熱により軟
化させ、側壁１６を屈曲点２３から折り曲げることによ
りエンド１０の側面及び内周面を側壁１６及び１５で包
み込み密接させる。或いは、図５（ｃ）に示すように、
側壁１７に対して側壁１６の一部を立ち上がらせた装着
前形状をもつ継手２１を使用することもできる。

【０００８】継手の連結棒１１に対する接続部１９は、
図６に示すように中実の円筒部としても良い。この接続
部１９には、連結棒１１が外挿される。エンド１０の連
結部１３にリベット２４で継手２５を固着した後、図７
に示すように継手２５の接続部１９に連結棒１１が溶接
又は摩擦圧接で接合される。たとえば、溶接によると
き、鉄製薄肉パイプでできた連結棒１１と継手２５との
合せ目に溶接部２６が形成される。エンド１０は、カシ
メにより連結棒１１に直接接続することもできる。この
場合、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、円筒状に成
形した連結部１３の端面２７に谷部２８及び山部２９を
交互に形成する。他方、連結部１３に挿入される連結棒
１１は、図８（ｃ）に示すように谷部２８及び山部２９
に対応して山部３０及び谷部３１が繰返し形成された拡
開端部３２をもつことが好ましい。

【０００９】連結棒１１の拡開端部３２を、図９（ａ）
に示すように連結部１３の内部空間に差し込み、拡開端
部３２の山部３０及び谷部３１を連結部１３端面の谷部
２８及び山部３０にそれぞれ噛み合わせる。次いで、図
９（ｂ）に示すように連結部１３の円筒状側壁の一部を
内側に変形させ、連結棒１１の周面に密着したカシメ部
３３とすることにより、エンド１０が連結棒１１に固定
される。固定された状態では、山部３０及び谷部３１に
連結部１３端面の谷部２８及び山部３０がそれぞれ噛み
合っているので、連結棒１１の軸回りにエンド１０が回
転することが防止される。カシメ部３３としては、連結
部１３の端部を単に内側に曲げた屈曲部３４だけではな
く、図１０に示すように連結棒１３の周面に沿ったスト
レート部３５をもっていることが好ましい。ストレート
部３５があることにより、連結棒１１に対してエンド１
０が抜止めされる効果が大きくなる。

【００１０】

【作用】トルクロッドは、エンドが占める重量が全体重
量のほぼ７０％である。この点、本発明のトルクロッド
では、鉄製に替え軽量のアルミ材でエンド１０を作製し
ているのでエンド１０の重量がほぼ半分となり、トルク
ロッド全体の重量が従来のトルクロッドのほぼ７０％に
なる。このように軽量化されたトルクロッドは、軽量化
に対する要求が厳しい各種車両にとって好適な部品とな
る。他方、連結棒１１を強度に優れた鉄製としているの
で、トルクロッドとしての特性も満足される。また、継
手２１，２５として鉄製の継手を使用するとき、同じ鉄
系材料の溶接であるので、連結棒１１との接続が容易に
なる。更に隆起部２２や山部２９，３０，谷部２８，３
１による噛合せを採用したものでは、エンド１０と継手
部との間にガタが生じないため、圧縮力が加わる方向か
ら連結棒１１の管軸がずれることがなく、薄肉パイプで
できた連結棒１１であっても圧縮による座屈が防止され
る。

【００１１】

【実施例】

実施例１：（カシメによる接続） エンド１０として、アルミニウム合金２０１４Ｔ₆ で作
製された外径１３１ｍｍ，内径１０５ｍｍ及び幅５３ｍ
ｍの環状部１２をもつものを使用した。連結部１３は、
図１０に示すように、内径ａが６１ｍｍ，外径ｂが７３
ｍｍ，環状部１２の中心から連結部１３の先端までの距
離ｃが１０５ｍｍのサイズに形成した。また、連結部１
３の端面２７には、図８（ｂ）に示すように高低差１．
５ｍｍの凹凸を合計８か所形成した。連結棒１１として
は、材質ＳＴＡＭ７８０の鋼製であり、外径５１ｍｍ及
び肉厚４ｍｍのパイプを使用し、端面に高低差１．５ｍ
ｍの凹凸を合計８か所設けた拡開端部３２を形成した。
また、エンド１０の中心間距離は、６００ｍｍに設定し
た。

【００１２】連結部１３に連結棒１１の拡開端部３２を
差し込み、連結部１３の周壁をかしめ、屈曲部３４及び
ストレート部３５からなるカシメ部３３を形成した。こ
のとき、ストレート部３５の長さｄが５ｍｍとなるよう
に、連結部１３の周壁を変形させた。このようにしてエ
ンド１０が連結棒１１に接続されたトルクロッドの機械
強度を測定したところ、３２，０００ｋｇの引張り及び
圧縮に耐え、±６度の捩り試験においても１０⁶ 回の捩
りに耐えた。他方、ストレート部３５のない接続構造で
は、３２，０００ｋｇの引張り及び圧縮を繰り返す試験
で、連結棒１１からエンド１０が外れた。

【００１３】実施例２：（継手を使用した接続） 図４に示した形状をもち、側壁１５，１７の厚みが７ｍ
ｍ，側壁１６の合計断面積が６７６ｍｍ² 材質Ｓ４８Ｃ
でできた割り型の鋼製継手を使用した。この継手２５を
図７に示すようにリベット２４で実施例１と同じエンド
１０に装着した後、継手２５の接続部１９に実施例１と
同じ連結棒１１を摩擦圧接した。継手２５を介してエン
ド１０が連結棒１１に接続されたトルクロッドの機械強
度を測定したところ、３２，０００ｋｇの引張り及び圧
縮に耐え、十分に実用性があることが確認された。ま
た、±６度の捩り試験においても、１０⁶ 回の捩りに耐
えた。

【００１４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のトルク
ロッドは、軽量なアルミ製エンドを鉄製薄肉パイプの両
端に固着した構造をもっており、トルクロッド重量の大
半を占めるエンド部がアルミ化されているので、軽量化
が強く要求されている車両に適したトルクロッドとな
る。また、エンドと連結棒との接続部は、圧接，溶接，
カシメ等の何れによっても十分な接続強度が得られ、信
頼性の高い製品となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 トルクロッドを設けたヘンドリクソン式サス
ペンションの斜視図

【図２】 鉄製連結棒に鉄製エンドを接続した従来のト
ルクロッドを示す平面図（ａ）及び一部を断面で示した
側面図（ｂ）

【図３】 本発明に従ったアルミ製エンドを押出し形材
から輪切りにより切り出している状態（ａ）及び膨出部
が設けられたアルミ製エンド（ｂ）

【図４】 割り型の鉄製継手を示す斜視図（ａ），矢印
Ｂ方向からみた図（ｂ）及び矢印Ｃ方向にみた継手部品
とエンドとの組合せ状態を示す説明図（ｃ）

【図５】 一体型の鉄製継手（ａ），アルミ製エンドに
取り付ける際に鉄製継手を変形させることを示した説明
図（ｂ）及び変形箇所が異なる説明図（ｃ）

【図６】 中実の接続部をもつ鉄製継手の斜視図

【図７】 鉄製継手でアルミ製エンドを連結棒に接続し
たことを示す図

【図８】 接続部の端面に凹凸を形成したアルミ製エン
ドの側面図（ａ），そのアルミ製エンドを連結棒の軸方
向からみた図（ｂ）及び凹凸に対応した拡開端面をもつ
連結棒の斜視図（ｃ）

【図９】 カシメによって連結棒にアルミ製エンドを接
続する際、カシメ前（ａ）及びカシメ後（ｂ）の状態を
それぞれ示した説明図

【図１０】 本実施例で設定した寸法諸元

【符号の説明】

１０：エンド １１：連結棒 １２環状部 １
３：連結部 １４：膨出部 １５〜１７：継手の側
壁 １８：リベット孔 １９：接続部 ２０：他
方の継手 ２１：一体的な継手 ２２：隆起部
２３：屈曲点 ２４リベット ２５：継手 ２
６：溶接部 ２７：連結部の端面 ２８，３１：谷
部 ２９，３０：山部 ３２：拡開端部 ３３：
カシメ部 ３４：屈曲点 ３５：ストレート部 ａ：連結部１３の内径 ｂ：連結部１３の外径
ｃ：エンド中心から連結部１３先端までの距離 ｄ：
ストレート部３５の長さ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄製薄肉パイプからなる連結棒の両端に
   高強度のアルミ製エンドを一体化したトルクロッド。
2. 【請求項２】 請求項１記載のアルミ製エンドが、環状
   部に連結部が一体化された断面をもつアルミ押出し形材
   を輪切りにして得られたエンドであるトルクロッド。
3. 【請求項３】 請求項１記載のアルミ製エンドが、環状
   部に連結部が一体化され、連結部に膨出部が形成されて
   いる形状をもつトルクロッド。
4. 【請求項４】 鉄製薄肉パイプからなる連結棒の両端に
   高強度のアルミ製エンドを鉄製継手を介して固着したト
   ルクロッド。
5. 【請求項５】 請求項４記載の鉄製継手は、エンドの内
   周面及び外周面に接する側壁をもち、エンドの外周面に
   接する側壁の内側面に隆起部が形成されており、該隆起
   部に対応する凹部がエンドの外周面に形成されているト
   ルクロッド。
6. 【請求項６】 請求項４又は５記載の鉄製継手が一体型
   又は割り型であるトルクロッド。
7. 【請求項７】 鉄製薄肉パイプの端部に接続される請求
   項１記載のエンドの連結部又は請求項４〜６の何れかに
   記載の鉄製継手の接続部は円筒状に成形され、円筒底部
   には山部及び谷部が円周方向に繰り返された端面が形成
   されており、該山部及び谷部に対応する谷部及び山部が
   前記鉄製薄肉パイプの端面に形成されているトルクロッ
   ド。
8. 【請求項８】 鉄製薄肉パイプの端部には拡開端部が形
   成されており、請求項１記載のエンドの連結部又は請求
   項４〜６の何れかに記載の鉄製継手の接続部は屈曲部及
   びストレート部からなるカシメ部が形成されており、該
   カシメ部により前記拡開端部が包み込まれているトルク
   ロッド。
9. 【請求項９】 アルミ製エンドに装着した鉄製継手の接
   続部に鉄製薄肉パイプの端部を突き合わせ、合せ面を摩
   擦圧接又は溶接するトルクロッドの製造方法。
10. 【請求項１０】 アルミ製エンドに形成した円筒状の連
    結部に鉄製薄肉パイプの端部を差し込み、前記連結部の
    先端をかしめ、鉄製薄肉パイプの外周面に沿ったストレ
    ート部をもつカシメ部を形成するトルクロッドの製造方
    法。
11. 【請求項１１】 アルミ製エンドに装着した鉄製継手の
    円筒状の連結部に鉄製薄肉パイプの端部を差し込み、前
    記連結部の先端をかしめ、鉄製薄肉パイプの外周面に沿
    ったストレート部をもつカシメ部を形成するトルクロッ
    ドの製造方法。