WO2020209376A1 - 車両用ナックル - Google Patents

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WO2020209376A1
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hole
axis
arm
main body
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Inventor
チャクラワラ アナン
忠昭 神林
修一 草間
Original Assignee
株式会社リケン
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/18—Steering knuckles; King pins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G13/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers
    • B60G13/001—Arrangements for attachment of dampers
    • B60G13/005—Arrangements for attachment of dampers characterised by the mounting on the axle or suspension arm of the damper unit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/10—Mounting of suspension elements
    • B60G2204/12—Mounting of springs or dampers
    • B60G2204/129—Damper mount on wheel suspension or knuckle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/50—Constructional features of wheel supports or knuckles, e.g. steering knuckles, spindle attachments

Definitions

  • the present invention relates to a knuckle for a vehicle, and more particularly to a knuckle for a vehicle that can realize weight reduction and maintenance of rigidity in an arm portion.
  • Patent Document 1 discloses that in a vehicle knuckle, a through hole communicating with the space inside the arm portion is provided in a part around the extension axis of the peripheral wall of the arm portion extending from the main body portion.
  • an object of the present invention is to provide a knuckle for a vehicle that can realize weight reduction and maintenance of rigidity in an arm portion.
  • the vehicle knuckle of the present invention includes a main body portion that supports an axle, a strut connecting portion that connects struts, and an arm portion that connects the main body portion and the strut connecting portion and has an internal space.
  • the arm portion is a knuckle for use, and the arm portion includes a side wall portion that connects the main body portion and the strut connecting portion, and has a first through hole that communicates with the space at the connecting portion with the main body portion. , The side wall does not have a through hole communicating with the space.
  • the arm portion has an end surface that defines the first through hole in the joint portion.
  • the arm portion has a second through hole communicating with the space at the joint end portion with the strut connecting portion.
  • the side wall preferably has four side walls.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along the line AA of the vehicle knuckle of FIG. It is the schematic which shows the structure which imitated the arm part used in the simulation. It is the schematic which shows the structure which imitated the arm part used in the simulation. It is a figure which shows the result of the simulation. It is a figure which shows the result of the simulation.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a vehicle knuckle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the vehicle knuckle 1 of FIG. 1 when viewed from another direction.
  • FIG. 2 is a perspective view of the vehicle knuckle 1 of FIG. 1 when viewed from a direction opposite to that of FIG. 1 and 2 show three-dimensional Cartesian coordinates along the x-axis, y-axis, and z-axis.
  • the vehicle knuckle 1 As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle knuckle 1 according to the present embodiment is integrally formed so as to have, for example, an integral structure.
  • the vehicle knuckle 1 is made of a metal such as iron or aluminum.
  • the vehicle knuckle 1 is manufactured, for example, by casting. However, the vehicle knuckle 1 may be manufactured by other methods including welding, processing and the like.
  • the vehicle knuckle 1 includes a main body portion 10, a strut connecting portion 11, an arm portion 12, a tie rod connecting portion 13, two brake connecting portions 14, and a lower arm connecting portion 15.
  • the main body 10 suspends the vehicle body by supporting the axle.
  • the main body 10 is formed in an annular shape having a central axis in the x-axis direction.
  • the main body 10 has an axle hole 10a for passing the axle.
  • the axle hole 10a has a shape that opens in the x-axis direction (that is, penetrates the main body 10 in the x-axis direction).
  • the main body 10 suspends the vehicle body by supporting the axle in the axle hole 10a.
  • the strut connecting portion 11 is a portion that connects the strut to the vehicle knuckle 1.
  • the strut connecting portion 11 is formed in an annular shape having a central axis in the z-axis direction.
  • the strut connecting portion 11 is located on the x-axis negative direction side and the z-axis positive direction side with respect to the main body portion 10.
  • the main body portion 10 and the strut connecting portion 11 are arranged so that the central axis of the ring-shaped main body portion 10 and the central axis of the annular strut connecting portion 11 are located on the same xz plane. ing.
  • the positional relationship between the main body portion 10 and the strut connecting portion 11 is not limited to the example shown in this embodiment, and may be appropriately determined according to the shape and the like of the parts attached to the vehicle knuckle 1.
  • the strut connecting portion 11 has a strut shaft hole 11a for passing a strut (strut shaft).
  • the strut shaft hole 11a has a shape that opens in the z-axis direction (that is, penetrates the strut connecting portion 11 in the z-axis direction).
  • the strut is connected to the vehicle knuckle 1 by clamping the strut shaft with the strut shaft inserted into the strut shaft hole 11a, for example.
  • the arm portion 12 is a portion that connects the main body portion 10 and the strut connecting portion 11.
  • the arm portion 12 has a space inside in order to reduce the weight of the vehicle knuckle 1. The details of the structure of the arm portion 12 will be described later.
  • the tie rod connecting portion 13 is a portion that connects the tie rod to the vehicle knuckle 1.
  • the tie rod connecting portion 13 is formed, for example, as a portion of the main body portion 10 protruding in the y-axis direction from the center in the z-axis direction. In the examples shown in FIGS. 1 and 2, the tie rod connecting portion 13 is formed as a portion protruding in the positive direction of the y-axis from the main body portion 10.
  • the tie rod is connected to the vehicle knuckle 1 at the tie rod connecting hole 13a.
  • the brake connecting portion 14 is a portion that connects the brake caliper to the vehicle knuckle 1.
  • the brake connecting portion 14 is formed, for example, as a portion protruding from the end portion of the main body portion 10 in the z-axis direction to the side opposite to the tie rod connecting portion 13 in the y-axis direction. In the examples shown in FIGS. 1 and 2, the brake connecting portion 14 is formed as a portion protruding from the main body portion 10 in the negative direction on the y-axis.
  • the brake caliper is connected to the vehicle knuckle 1 at the brake connecting hole 14a.
  • the lower arm connecting portion 15 is a portion that connects the lower arm to the vehicle knuckle 1.
  • the lower arm connecting portion 15 is formed, for example, as a portion of the main body portion 10 protruding from the end portion in the negative direction of the z-axis toward the negative direction of the z-axis.
  • the lower arm is connected to the vehicle knuckle 1 at the lower arm connecting hole 15a.
  • the vehicle knuckle 1 may further include a splash guard connecting portion.
  • the splash guard connecting portion is a portion that connects the splash guard to the vehicle knuckle 1.
  • the vehicle knuckle 1 may include, for example, a plurality of splash guard connecting portions. When the vehicle knuckle 1 includes a plurality of splash guard connecting portions, the splash guard is attached to the vehicle knuckle 1 at a plurality of splash guard connecting portions, so that the attached state is more stable.
  • a plurality of splash guard connecting portions are provided on the outer circumference of the ring-shaped main body portion 10, for example. The splash guard is connected to the vehicle knuckle 1 at the splash guard connecting hole formed in the splash guard connecting portion.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA of the vehicle knuckle 1 of FIG. Specifically, FIG. 3 shows a cross section of the vehicle knuckle 1 in the xz plane including the central axis of the annular body portion 10 and the central axis of the annular strut connecting portion 11 on the y-axis positive direction side. It is a cross-sectional view when viewed from.
  • the arm portion 12 has a side wall portion 120 that connects the main body portion 10 and the strut connecting portion 11.
  • the side wall portion 120 does not have a through hole.
  • the space 18 inside the arm portion 12 is partitioned from the outside by the side wall portion 120.
  • the wall thickness of the side wall portion 120 may be substantially uniform. "Almost uniform" means that the wall thickness is equal within the range of manufacturing error that occurs during manufacturing.
  • the side wall portion 120 has four side walls and has a substantially rectangular cross section. Having a substantially rectangular cross section means not only the case where the cross section is rectangular but also the case where the joint portion of the four sides in the cross section has a curved surface or the like.
  • the side wall portion 120 of the arm portion 12 has a first side wall 120a, a second side wall 120b, a third side wall 120c, and a fourth side wall 120d.
  • the first side wall 120a is a surface covering the y-axis positive direction side of the arm portion 12
  • the second side wall 120b is a surface covering the y-axis negative direction side of the arm portion 12.
  • the first side wall 120a and the second side wall 120b are both in the x-axis positive direction and It is formed as a surface extending from the negative direction side of the z-axis to the negative direction of the x-axis and the positive direction side of the z-axis.
  • the third side wall 120c is a surface that covers the first side wall 120a and the second side wall 120b on the z-axis positive direction side, and the fourth side wall 120d covers the z-axis negative direction side of the first side wall 120a and the second side wall 120b. It is a face.
  • the arm portion 12 has an end surface 12b at a coupling portion 12a with the main body portion 10 on the positive direction side of the x-axis.
  • the end surface 12b is arranged so as to be located on the z-axis positive direction side of the outer peripheral surface of the ring-shaped main body portion 10.
  • the end face 12b is provided so as to be inclined with respect to the yz plane so that the z-axis positive direction side of the end face 12b is located on the x-axis negative direction side with respect to the z-axis negative direction side.
  • the end face 12b may be provided along the yz plane.
  • the end face 12b defines the first through hole 17a.
  • the first through hole 17a communicates the space 18 with the outside.
  • the arm portion 12 has a second through hole 17b in the connecting portion 12c with the strut connecting portion 11 on the negative direction side of the x-axis.
  • the second through hole 17b communicates the space 18 with the outside.
  • the x-axis negative direction side of the arm portion 12 is connected to a part of the annular side wall surface forming the strut connecting portion 11. That is, the connecting portion 12c on the negative side of the x-axis of the arm portion 12 is formed by the side wall of the strut connecting portion 11.
  • the arm portion 12 has a second through hole 17b at the coupling portion 12c on the negative direction side of the x-axis.
  • the arm portion 12 is provided on the side wall portion 120 having no through hole and the joint portions 12a and 12c of the side wall portion 120 on the positive side of the hand x-axis and the negative side of the x-axis. It has two through holes (that is, a first through hole 17a and a second through hole 17b).
  • a space 18 is provided inside the arm portion 12. That is, the arm portion 12 is hollow. The space 18 inside the arm portion 12 communicates with the outside through the first through hole 17a and the second through hole 17b.
  • the vehicle knuckle 1 according to the present embodiment is reduced in weight by having a space 18 inside the arm portion 12 in this way. Further, since the vehicle knuckle 1 according to the present embodiment does not have a through hole in the side wall portion 120, the rigidity of the vehicle knuckle 1 is less likely to decrease as compared with the case where the side wall portion 120 has a through hole. That is, the rigidity can be maintained.
  • the inventors of the present application conducted a simulation in order to confirm the superiority of the arm portion 12 according to the present embodiment with respect to the rigidity.
  • the inventors compared the rigidity of two types of structures that imitated the arm portion of a vehicle knuckle.
  • FIGS. 4 and 5 are schematic views showing a structure imitating an arm portion used in the simulation.
  • FIGS. 4 and 5 are views when the structure imitating the arm portion is viewed from different angles.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a structure imitating the arm portion 12 of the vehicle knuckle 1 according to the present embodiment, which has been described with reference to FIGS. 1 to 3.
  • the structure shown in FIG. 4 includes a side wall portion 20 composed of four side walls having no through holes. Through holes 21a and 21b are provided at both ends of the side wall portion 20, respectively.
  • the side wall portion 20 in the structure of FIG. 4 corresponds to the side wall portion 120 of the arm portion 12 in the above embodiment.
  • the through holes 21a and 21b in the structure of FIG. 4 correspond to the first through hole 17a and the second through hole 17b in the above embodiment, respectively.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a structure imitating the arm portion 12 used as a comparative example.
  • the structure shown in FIG. 5 includes a side wall portion 30 composed of four side walls as in FIG. 4, but unlike FIG. 4, a through hole 31 is provided in one side wall.
  • An end face 32 is provided at one end of the side wall portion 30, and a through hole 33 is provided at the other end.
  • the fixed portion in the simulation is a predetermined range on one end side of one of the four side walls of the side wall portions 20 and 30.
  • a predetermined range on one end side of the surface having the through hole 31 is fixed.
  • the fixed portions in the simulation are shaded.
  • the applied moments are schematically indicated by arrows.
  • the axis O is an axis in which the side wall portions 20 and 30 are rotationally symmetric.
  • FIG. 6 and 7 are diagrams showing the results of the simulation. Specifically, FIG. 6 is a diagram showing the amount of displacement of the point P, and FIG. 7 is a diagram showing the displacement angle of the point P around the O axis.
  • the horizontal axis shows the moment applied to the other end side
  • the vertical axis shows the displacement amount of the point P.
  • the arm of the present embodiment is compared with the structure imitating the arm portion of the comparative example (that is, the structure shown in FIGS. 5A and 5B).
  • the displacement amount of the point P is smaller in the structure imitating the portion (that is, the structure shown in FIGS. 4A and 4B). From this, it can be said that the structure having through holes on both ends as in the present embodiment has higher rigidity than the structure having through holes on one end side and the side wall portion as in the comparative example.
  • the horizontal axis shows the moment applied to the other end side
  • the vertical axis shows the displacement angle of the point P.
  • the displacement angle of the point P is larger in the structure imitating the arm portion of the present embodiment than in the structure imitating the arm portion in the comparative example. small. From this, it can be said that the structure having through holes on both ends as in the present embodiment has higher rigidity than the structure having through holes on one end side and the side wall as in the comparative example.
  • the weight can be reduced and the side wall portion 120 of the arm portion 12 does not have a through hole. Therefore, the rigidity, particularly the torsional rigidity, can be maintained as compared with the case where the side wall portion 120 has a through hole.
  • the side wall portion 120 of the arm portion 12 has four side walls, but the side wall portion 120 does not necessarily have to have four side walls.
  • the side wall portion 120 may have, for example, three or five or more side walls, or may be formed in a cylindrical shape.
  • the arm portion 12 has the first through holes 17a and the second through holes 17b at both ends of the side wall portion 120, so that the vehicle knuckle 1 is immersed in the paint, for example.
  • the air in the space 18 inside the arm portion 12 can be discharged to the outside, and the generation of the unpainted portion inside the space 18 can be suppressed.
  • the vehicle knuckle 1 does not have through holes at both ends of the arm portion 12, if it has through holes at at least one place, it is easy to suppress the occurrence of unpainted portions inside the space 18.
  • the arm portion 12 of the vehicle knuckle 1 has an end face 12b at the joint portion 12a with the main body portion 10 in the above embodiment, the end face 12b does not necessarily have to be provided.
  • the entire body portion 10 side of the arm portion 12 functions as the first through hole 17A.
  • the vehicle knuckle 1 has at least the first through hole 17a at the joint portion 12a between the arm portion 12 and the main body portion 10, so that the internal space 18 and the outside can be communicated with each other.
  • the arm portion 12 has an end surface 12b at the coupling portion 12a with the main body portion 10, it becomes easy to suppress the occurrence of burrs at the coupling portion 12a with the main body portion 10 when manufacturing the vehicle knuckle 1.
  • the present invention relates to a vehicle knuckle that can be used for automobiles and various other vehicles.
  • Vehicle knuckle 10 Main body 10a Axle hole 11 Strut connection part 11a Strut shaft hole 12 Arm part 12a, 12c Joint part 12b, 32 End face 13 Tie rod connection part 13a Tie rod connection hole 14 Brake connection part 14a Brake connection hole 15 Lower arm connection part 15a Lower arm connecting hole 17a First through hole 17b Second through hole 18 Space 20, 30, 120 Side wall 21a, 31, 33 Through hole 120a First side wall 120b Second side wall 120c Third side wall 120d Fourth side wall

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Abstract

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。

Description

車両用ナックル
　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。
　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。
特開２０１７－１００４８４号公報
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
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１の車両用ナックルのＡ－Ａ断面図である。 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。 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。 シミュレーションの結果を示す図である。 シミュレーションの結果を示す図である。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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
 

Claims (4)

  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。
  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。
  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。
  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。
     
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