(57)【要約】【課題】アーム部における軽量化と剛性の維持とを実現可能な車両用ナックルを提供する。【解決手段】車両用ナックル１は、車軸を支持する本体部１０と、ストラットを連結するストラット連結部１１と、本体部１０とストラット連結部１１とを結合し、内部に空間１８を有するアーム部１２と、を備える車両用ナックル１であって、アーム部１２は、本体部１０とストラット連結部１１とを結合する側壁部１２０を備えるとともに、本体部１０との結合部１２ａに、空間１８と連通する第１貫通孔１７ａを有し、側壁部１２０は、空間１８と連通する貫通孔を有さない。【選択図】図３
2020172183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸を支持する本体部と、
ストラットを連結するストラット連結部と、
前記本体部と前記ストラット連結部とを結合し、内部に空間を有するアーム部と、
を備える車両用ナックルであって、
前記アーム部は、前記本体部と前記ストラット連結部とを結合する側壁部を備えるとともに、前記本体部との結合部に、前記空間と連通する第１貫通孔を有し、
前記側壁部は、前記空間と連通する貫通孔を有さない、
車両用ナックル。
【請求項２】
前記アーム部は、前記結合部に、前記第１貫通孔を規定する端面を有する、
請求項１に記載の車両用ナックル。
【請求項３】
前記アーム部は、前記ストラット連結部との結合端部に、前記空間と連通する第２貫通孔を有する、請求項１又は２に記載の車両用ナックル。
【請求項４】
前記側壁部は４つの側壁を有する、請求項１−３のいずれか一項に記載の車両用ナックル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ナックルに関し、特に、アーム部における軽量化と剛性の維持とを実現可能な車両用ナックルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用ナックルを軽量化する方法が知られている。例えば特許文献１には、車両用ナックルにおいて、本体部から延びるアーム部の周壁の延伸軸周りの一部に、アーム部の内部の空間と連通する貫通孔が設けられることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１００４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば特許文献１に開示された車両用ナックルのようにアーム部の周壁の延伸軸周りの一部に貫通孔を設けた場合、当該貫通孔に因り、アーム部の延伸軸の軸まわりのねじれ剛性が低下し得る。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑み、アーム部における軽量化と剛性の維持とを実現可能な車両用ナックルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両用ナックルは、車軸を支持する本体部と、ストラットを連結するストラット連結部と、前記本体部と前記ストラット連結部とを結合し、内部に空間を有するアーム部と、を備える車両用ナックルであって、前記アーム部は、前記本体部と前記ストラット連結部とを結合する側壁部を備えるとともに、前記本体部との結合部に、前記空間と連通する第１貫通孔を有し、前記側壁部は、前記空間と連通する貫通孔を有さない。
【０００７】
上記構成において、前記アーム部は、前記結合部に、前記第１貫通孔を規定する端面を有することが好ましい。
【０００８】
上記構成において、前記アーム部は、前記ストラット連結部との結合端部に、前記空間と連通する第２貫通孔を有することが好ましい。
【０００９】
上記構成において、前記側壁部は４つの側壁を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アーム部における軽量化と剛性の維持とを実現可能な車両用ナックルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用ナックルの一例を示す斜視図である。
【図２】図１の車両用ナックルを他の方向から見た場合の斜視図である。
【図３】図１の車両用ナックルのＡ−Ａ断面図である。
【図４】シミュレーションで用いた、アーム部を模した構造を示す概略図である。
【図５】シミュレーションで用いた、アーム部を模した構造を示す概略図である。
【図６】シミュレーションの結果を示す図である。
【図７】シミュレーションの結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。各図において同一の構成要素には、同一の符号を付している。以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるため、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用ナックルの一例を示す斜視図である。図２は、図１の車両用ナックル１を他の方向から見た場合の斜視図である。具体的には、図２は、図１の車両用ナックル１を、図１とは反対の方向から見た場合の斜視図である。図１及び図２には、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸による３次元直交座標が示されている。
【００１４】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る車両用ナックル１は、例えば一体的構造を有するように一体形成されている。車両用ナックル１は、例えば鉄又はアルミニウム等の金属により構成される。車両用ナックル１は、例えば鋳造することにより製造される。ただし、車両用ナックル１は、溶接及び加工等を含む他の方法により製造されてもよい。
【００１５】
本実施形態に係る車両用ナックル１は、本体部１０と、ストラット連結部１１と、アーム部１２と、タイロッド連結部１３と、２つのブレーキ連結部１４と、ロアアーム連結部１５とを備える。
【００１６】
本体部１０は、車軸を支持することにより車体を懸架する。本体部１０は、ｘ軸方向の中心軸を有する、円環形状に形成されている。本体部１０は、車軸を通すための車軸孔１０ａを有する。車軸孔１０ａは、ｘ軸方向に開口した（つまり本体部１０をｘ軸方向に貫通した）形状を有している。本体部１０は、車軸孔１０ａにおいて車軸を支持することにより、車体を懸架する。
【００１７】
ストラット連結部１１は、ストラットを車両用ナックル１に連結する部分である。ストラット連結部１１は、ｚ軸方向の中心軸を有する円環形状に形成されている。本実施形態において、ストラット連結部１１は、本体部１０に対して、ｘ軸負方向側かつｚ軸正方向側に位置する。また、本体部１０とストラット連結部１１とは、円環形状の本体部１０の中心軸と円環形状のストラット連結部１１の中心軸とが同一のｘｚ平面上に位置するように、配置されている。ただし、本体部１０とストラット連結部１１との位置関係は、本実施形態で示した例に限られず、車両用ナックル１に取り付けられる部品の形状等に応じて、適宜定められてよい。ストラット連結部１１は、ストラット（ストラット軸）を通すためのストラット軸孔１１ａを有する。ストラット軸孔１１ａは、ｚ軸方向に開口した（つまりストラット連結部１１をｚ軸方向に貫通した）形状を有している。ストラットは、例えば、ストラット軸をストラット軸孔１１ａに挿入した状態で、クランプすることにより、車両用ナックル１に連結される。
【００１８】
アーム部１２は、本体部１０とストラット連結部１１とを結合する部分である。アーム部１２は、車両用ナックル１を軽量化するため、内部に空間を有している。アーム部１２の構造の詳細については後述する。
【００１９】
タイロッド連結部１３は、タイロッドを車両用ナックル１に連結する部分である。タイロッド連結部１３は、例えば本体部１０のｚ軸方向中央から、ｙ軸方向に突出した部分として形成される。図１及び図２に示す例では、タイロッド連結部１３は、本体部１０からｙ軸正方向に突出した部分として形成されている。タイロッドは、タイロッド連結孔１３ａにおいて、車両用ナックル１に連結される。
【００２０】
ブレーキ連結部１４は、ブレーキキャリパーを車両用ナックル１に連結する部分である。ブレーキ連結部１４は、例えば、本体部１０のｚ軸方向の端部から、ｙ軸方向においてタイロッド連結部１３とは反対側に突出した部分として形成される。図１及び図２に示す例では、ブレーキ連結部１４は、本体部１０からｙ軸負方向に突出した部分として形成されている。ブレーキキャリパーは、ブレーキ連結孔１４ａにおいて、車両用ナックル１に連結される。
【００２１】
ロアアーム連結部１５は、ロアアームを車両用ナックル１に連結する部分である。ロアアーム連結部１５は、例えば、本体部１０のｚ軸負方向の端部からｚ軸負方向側に突出した部分として形成される。ロアアームは、ロアアーム連結孔１５ａにおいて、車両用ナックル１に連結される。
【００２２】
車両用ナックル１は、さらに、スプラッシュガード連結部を備えていてもよい。スプラッシュガード連結部は、スプラッシュガードを車両用ナックル１に連結する部分である。車両用ナックル１は、例えば複数のスプラッシュガード連結部を備えていてよい。車両用ナックル１が複数のスプラッシュガード連結部を備える場合、スプラッシュガードが、複数箇所のスプラッシュガード連結部で車両用ナックル１に取り付けられるため、より取付け状態が安定する。スプラッシュガード連結部は、例えば、円環形状の本体部１０の外周に複数設けられる。スプラッシュガードは、スプラッシュガード連結部に形成されたスプラッシュガード連結孔において、車両用ナックル１に連結される。
【００２３】
次に、図１から図３を参照しながら、アーム部１２の構造の詳細について説明する。図３は、図１の車両用ナックル１のＡ−Ａ断面図である。具体的には、図３は、円環形状の本体部１０の中心軸と円環形状のストラット連結部１１の中心軸とを含むｘｚ平面における車両用ナックル１の断面を、ｙ軸正方向側から見た場合の断面図である。
【００２４】
アーム部１２は、本体部１０とストラット連結部１１とを結合する側壁部１２０を有している。側壁部１２０は貫通孔を有していない。アーム部１２の内部の空間１８は、側壁部１２０により外部と区画される。側壁部１２０の肉厚は、ほぼ均一であってよい。ほぼ均一とは、製造時に生じる製造誤差の範囲で、肉厚が等しいことをいう。
【００２５】
本実施形態では、側壁部１２０は４つの側壁を有しており、概略矩形の断面を有している。概略矩形の断面を有するとは、断面が矩形である場合だけでなく、断面における４つの辺の結合箇所が曲面等を有している場合を含むことをいう。
【００２６】
本実施形態では、具体的には、アーム部１２の側壁部１２０は、第１側壁１２０ａと、第２側壁１２０ｂと、第３側壁１２０ｃと、第４側壁１２０ｄとを有している。第１側壁１２０ａは、アーム部１２のｙ軸正方向側を覆う面であり、第２側壁１２０ｂは、アーム部１２のｙ軸負方向側を覆う面である。本実施形態では、ストラット連結部１１が本体部１０に対してｘ軸負方向側かつｚ軸正方向側に位置するため、第１側壁１２０ａ及び第２側壁１２０ｂは、いずれもｘ軸正方向かつｚ軸負方向側からｘ軸負方向かつｚ軸正方向側に延在する面として形成されている。第３側壁１２０ｃは、第１側壁１２０ａ及び第２側壁１２０ｂのｚ軸正方向側を覆う面であり、第４側壁１２０ｄは、第１側壁１２０ａ及び第２側壁１２０ｂのｚ軸負方向側を覆う面である。
【００２７】
アーム部１２は、ｘ軸正方向側の本体部１０との結合部１２ａに端面１２ｂを有している。端面１２ｂは、円環形状の本体部１０の外周面のｚ軸正方向側に位置するように配置されている。本実施形態では、端面１２ｂは、端面１２ｂのｚ軸正方向側がｚ軸負方向側よりもｘ軸負方向側に位置するように、ｙｚ平面に対して傾斜して設けられている。ただし、端面１２ｂは、ｙｚ平面に沿って設けられていてもよい。端面１２ｂによりは、第１貫通孔１７ａが規定されている。第１貫通孔１７ａは、空間１８と外部とを連通する。
【００２８】
アーム部１２は、ｘ軸負方向側のストラット連結部１１との結合部１２ｃに第２貫通孔１７ｂを有している。第２貫通孔１７ｂは、空間１８と外部とを連通する。本実施形態において、アーム部１２のｘ軸負方向側は、ストラット連結部１１を形成する円環形状の側壁の一部に連結している。つまり、アーム部１２のｘ軸負方向側の結合部１２ｃは、ストラット連結部１１の側壁により形成されている。アーム部１２は、当該ｘ軸負方向側の結合部１２ｃにおいて、第２貫通孔１７ｂを有する。
【００２９】
このように、本実施形態において、アーム部１２は、貫通孔を有さない側壁部１２０と、側壁部１２０の手ｘ軸正方向側及びｘ軸負方向側の結合部１２ａ及び１２ｃに設けられた２つの貫通孔（つまり第１貫通孔１７ａ及び第２貫通孔１７ｂ）とを有する。アーム部１２の内部には、空間１８が設けられている。つまりアーム部１２は中空である。アーム部１２の内部の空間１８は、第１貫通孔１７ａ及び第２貫通孔１７ｂにより外部と連通している。
【００３０】
本実施形態に係る車両用ナックル１は、このようにアーム部１２の内部に空間１８を有することにより、軽量化が実現される。また、本実施形態に係る車両用ナックル１は、側壁部１２０に貫通孔を有さないことにより、側壁部１２０が貫通孔を有する場合と比較して、剛性が低下しにくい。つまり剛性を維持させることができる。
【００３１】
ここで、アーム部１２の剛性に関して、発明者らが行ったシミュレーションについて説明する。本出願の発明者らは、本実施形態に係るアーム部１２の剛性に関する優位性を確認するため、シミュレーションを行った。発明者らは、シミュレーションにおいて、車両用ナックルのアーム部を模した２種類の構造について、剛性を比較した。
【００３２】
図４及び図５は、シミュレーションで用いた、アーム部を模した構造を示す概略図である。図４及び図５において、（Ａ）及び（Ｂ）は、アーム部を模した構造を、それぞれ異なる角度から見た場合の図である。
【００３３】
図４は、図１から図３を参照して説明した、本実施形態に係る車両用ナックル１のアーム部１２を模した構造を示す概略図である。図４に示す構造は、貫通孔を有さない４つの側壁からなる側壁部２０を備える。側壁部２０の両端には、それぞれ貫通孔２１ａ及び２１ｂが設けられている。図４の構造における側壁部２０は、上記実施形態におけるアーム部１２の側壁部１２０に相当する。また、図４の構造における貫通孔２１ａ及び２１ｂは、それぞれ上記実施形態における第１貫通孔１７ａ及び第２貫通孔１７ｂに相当する。
【００３４】
図５は、比較例として用いた、アーム部１２を模した構造を示す概略図である。図５に示す構造は、図４と同様に４つの側壁からなる側壁部３０を備えるが、図４と異なり、１つの側壁に貫通孔３１が設けられている。側壁部３０の一端には、端面３２が設けられており、他端には、貫通孔３３が設けられている。
【００３５】
なお、図４及び図５に示す構造において、側壁部２０及び３０の形状及び大きさは、同一である。
【００３６】
シミュレーションでは、図４及び図５で示した構造について、一端側を固定し、他端側に軸Ｏを中心とした回転方向のモーメントを加えた場合の、所定の位置にある点Ｐの変位量及び軸Ｏに対する回転角を測定した。シミュレーションにおいて固定した箇所は、側壁部２０及び３０の４つの側壁のうち１つの側壁の、一端側の所定の範囲である。図５に示す構造では、貫通孔３１を有する面の一端側の所定の範囲を固定した。図４及び図５では、シミュレーションにおいて固定した箇所が、網掛けで示されている。また、図４及び図５では、加えたモーメントが模式的に矢印で示されている。なお、軸Ｏは、側壁部２０及び３０が回転対称となる軸である。
【００３７】
図６及び図７は、シミュレーションの結果を示す図である。具体的には、図６は、点Ｐの変位量を示す図であり、図７は、点ＰのＯ軸周りの変位角を示す図である。
【００３８】
図６は、横軸が、他端側に加えられたモーメントを示し、縦軸が、点Ｐの変位量を示す。図６から理解されるように、同じモーメントを加えた場合、比較例のアーム部を模した構造（つまり図５（Ａ）及び（Ｂ）に示す構造）と比較して、本実施形態のアーム部を模した構造（つまり図４（Ａ）及び（Ｂ）に示す構造）の方が、点Ｐの変位量が小さい。このことから、比較例のように一端側及び側壁部に貫通孔を有する構造よりも、本実施形態のように両端側に貫通孔を有する構造の方が、剛性が高いと言える。
【００３９】
図７は、横軸が、他端側に加えられたモーメントを示し、縦軸が、点Ｐの変位角を示す。図７から理解されるように、同じモーメントを加えた場合、比較例のアーム部を模した構造と比較して、本実施形態のアーム部を模した構造の方が、点Ｐの変位角が小さい。このことからも、比較例のように一端側及び側壁部に貫通孔を有する構造よりも、本実施形態のように両端側に貫通孔を有する構造の方が、剛性が高いと言える。
【００４０】
このように、本実施形態に係る車両用ナックル１によれば、アーム部１２の内部に空間１８を有するため、軽量化を実現できるとともに、アーム部１２の側壁部１２０が貫通孔を有さないため、側壁部１２０が貫通孔を有する場合と比較して、剛性、特にねじれ剛性を維持することができる。なお、上記実施形態では、アーム部１２の側壁部１２０が４つの側壁を有すると説明したが、側壁部１２０は必ずしも４つの側壁を有していなくてもよい。側壁部１２０は、例えば３つ又は５つ以上の側壁を有していてもよく、円筒形状に形成されていてもよい。
【００４１】
また、本実施形態に係る車両用ナックル１によれば、アーム部１２が側壁部１２０の両端に第１貫通孔１７ａ及び第２貫通孔１７ｂを有することにより、例えば車両用ナックル１を塗料に浸して塗装する際に、アーム部１２の内部の空間１８内の空気を外部に排出させることができ、空間１８内部の未塗装部分の発生を抑えることができる。なお、車両用ナックル１は、アーム部１２の両端に貫通孔を有しなくとも、少なくとも一箇所に貫通孔を有すれば、空間１８内部の未塗装部分の発生を抑えやすくなる。
【００４２】
なお、上記実施形態において、車両用ナックル１のアーム部１２は、本体部１０との結合部１２ａに端面１２ｂを有すると説明したが、端面１２ｂは、必ずしも設けられなくてもよい。この場合、アーム部１２の本体部１０側は、全体が第１貫通孔１７Ａとして機能する。車両用ナックル１は、アーム部１２と本体部１０との結合部１２ａに、少なくとも第１貫通孔１７ａを有することにより、内部の空間１８と外部とを連通させることができる。アーム部１２が本体部１０との結合部１２ａに端面１２ｂを有する場合には、車両用ナックル１の製造時に、本体部１０との結合部１２ａにおけるバリの発生を抑制しやすくなる。
【００４３】
本発明は、上述した各実施形態で特定された構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した内容を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、自動車その他種々の車両に用いることができる車両用ナックルに関する。
【符号の説明】
【００４５】
１  車両用ナックル
１０  本体部
１０ａ  車軸孔
１１  ストラット連結部
１１ａ  ストラット軸孔
１２  アーム部
１２ａ、１２ｃ  結合部
１２ｂ、３２  端面
１３  タイロッド連結部
１３ａ  タイロッド連結孔
１４  ブレーキ連結部
１４ａ  ブレーキ連結孔
１５  ロアアーム連結部
１５ａ  ロアアーム連結孔
１７ａ  第１貫通孔
１７ｂ  第２貫通孔
１８  空間
２０、３０、１２０  側壁部
２１ａ、３１、３３  貫通孔
１２０ａ  第１側壁
１２０ｂ  第２側壁
１２０ｃ  第３側壁
１２０ｄ  第４側壁
【図１】
2020172183.tif 000003
【図２】
2020172183.tif 000004
【図３】
2020172183.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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