JP2005145355A

JP2005145355A - ナックル

Info

Publication number: JP2005145355A
Application number: JP2003388643A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Kamimura; 広樹上村
Original assignee: Aisin Takaoka Co Ltd
Current assignee: Aisin Takaoka Co Ltd
Priority date: 2003-11-19
Filing date: 2003-11-19
Publication date: 2005-06-09

Abstract

【課題】複数のナックル構成部品を加熱操作を伴わずに一体結合して得られるナックルを提供する。
【解決手段】ステアリングナックルは、第１のナックル構成部品１０Ａ，１０Ｂ及び第２のナックル構成部品２０からなる。第１のナックル構成部品１０Ａ，１０Ｂの各々には、外力を及ぼして折り曲げ可能な複数の係合突片１１，１２が設けられている。第２のナックル構成部品２０には、第１及び第２のナックル構成部品を組み合わせたときに前記係合突片１１，１２を受け容れ可能な複数の係合孔２３及び係合凹部２５が設けられている。第１及び第２のナックル構成部品を組み合わせて前記係合孔２３及び係合凹部２５内に前記係合突片１１，１２を受容した後、各係合突片１１，１２を折り曲げることで、第１及び第２のナックル構成部品が一体化されたステアリングナックルが得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輌用のステアリングナックルやリヤナックル（リヤキャリアとも言う）に代表される、車軸やサスペンション部品の支持に関与する機械構造としてのナックルに関する。特に、ナックルを構成する部品の相互接合構造に関するものである。

例えば特許文献１は、いわゆるＦＦ車のリヤ従動輪用ストラット型サスペンションのストラットを支持するナックルの構造を開示する。このナックルは、それぞれ金属板をプレス成形して得たインナナックル及びアウタナックルの二つの部材（部品）から構成されている。そして、インナナックル及びアウタナックルをそれらの周壁が互いに重ね合わさるように係合させた状態でその重ね合わせ部の所定箇所に溶接を施すことで、内部が中空なナックルを完成させている。

しかしながら、二つのナックル構成部品を溶接にて結合すると、次のような不都合が生じ得る。例えば、各ナックル構成部品に鋳鉄等のカーボン含有量の多い鉄系材料を採用した場合、溶接時の熱の影響で溶接部位及びその近傍に材質変化（即ち局部的な組成変化）が起こり、肝心の溶接部位が脆くなって強度が低下することがある。また、二つのナックル構成部品間で融点が大きく異なる金属を採用した場合（例えば一方が鉄で他方がアルミニウムという組合せの場合）、溶接時に低融点金属だけが先に溶融してしまい十分な溶接強度を得られない。更には、各ナックル構成部品に溶接性に問題のない金属又はその組合せを採用した場合でも、溶接時の熱で製品が変形して寸法精度の低下を招くことがある。このように、ナックル構成部品の加熱を不可避的に伴う溶接による限り、上述のような不都合を解消できない。

特開平１０−１２９２２５号公報（第００１４〜００２２段落）

本発明の目的は、複数のナックル構成部品を加熱操作を伴わずに一体結合して得られるナックルを提供することにある。

請求項１の発明は、第１及び第２のナックル構成部品を含む複数の部品で構成されるナックルであって、第１及び第２のナックル構成部品を組み合わせた状態で少なくとも第１のナックル構成部品の一部を折り曲げることにより、第１及び第２のナックル構成部品を相互離脱不能に一体化したことを特徴とするナックルである。

請求項１によれば、第１及び第２のナックル構成部品を組み合わせた状態で少なくとも第１のナックル構成部品の一部を折り曲げるという非加熱的な機械加工により、第１及び第２のナックル構成部品が相互離脱不能に一体化され、複数部品の一体結合物としてのナックルが構成される。これによれば、ナックル構成部品間の接合に加熱操作を伴わないので、加熱による強度低下や寸法精度低下の心配がない。

請求項２の発明は、第１及び第２のナックル構成部品を含む複数の部品で構成されるナックルであって、前記第１のナックル構成部品には、外力を及ぼして折り曲げ可能な係合突片が設けられ、前記第２のナックル構成部品には、第１及び第２のナックル構成部品を組み合わせたときに前記係合突片を受け容れ可能な係合凹部又は係合孔が設けられており、第１及び第２のナックル構成部品を組み合わせて前記係合凹部又は係合孔内に前記係合突片を受容した後、その係合突片を折り曲げることにより、第１及び第２のナックル構成部品を相互離脱不能に一体化したことを特徴とするナックルである。

請求項２によれば、第１及び第２のナックル構成部品を組み合わせて第２のナックル構成部品の係合凹部又は係合孔内に第１のナックル構成部品の係合突片を受容した後、その係合突片を折り曲げるという非加熱的な機械加工により、折り曲げられた係合突片によって第２のナックル構成部品の肉部が抱きかかえられる形となる。その結果、第１及び第２のナックル構成部品が相互離脱不能に一体化され、複数部品の一体結合物としてのナックルが構成される。これによれば、ナックル構成部品間の接合に加熱操作を伴わないので、加熱による強度低下や寸法精度低下の心配がない。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のナックルにおいて、前記第１及び第２のナックル構成部品は、金属板に塑性加工を施して得られた板金部品であることを特徴とするものである。

請求項３によれば、金属板に対し汎用の塑性加工技術（例えばプレス成形）を適用することで各ナックル構成部品を調達することができる。また、板金部品とすることで、第１のナックル構成部品における係合突片の形成および第２のナックル構成部品における係合凹部又は係合孔の形成が容易になる。

（付記）本発明の更に好ましい態様や追加的構成要件を以下に列挙する。
イ．請求項１〜３において、第１のナックル構成部品は非高張力鋼からなり、第２のナックル構成部品は高張力鋼からなること。
ロ．請求項１〜３において、第１のナックル構成部品は鉄系材料からなり、第２のナックル構成部品はアルミニウム系材料からなること。

各請求項に記載のナックルによれば、第１及び第２のナックル構成部品を組み合わせた状態で第１のナックル構成部品の一部を折り曲げるという非加熱的な機械加工により、各ナックル構成部品を一体結合してナックルを製造できる。このため、加熱による強度低下や寸法精度低下のない強度及び寸法精度の良好なナックルとすることができる。

また、加熱操作の不要な接合構造の採用により、各ナックル構成部品ごとの材料選択の幅が広がり、ナックルの性能を多様化することが可能となる。例えば、強度及び剛性に優れた金属と比較的軽量な金属とを組み合わせることにより、強度及び剛性の向上とナックル全体としての軽量化とを両立させることが可能となる。

本発明をステアリングナックルに具体化した一実施形態を図１〜図４を参照しつつ説明する。図１に示すようにステアリングナックルは、第１のナックル構成部品としての左側板材１０Ａ及び右側板材１０Ｂ、並びに、第２のナックル構成部品としての正面板材２０の３つの部品から構成されている。

左側板材１０Ａ及び右側板材１０Ｂは、材料となる金属板をプレス成形して得た板金部品である。左側板材１０Ａ及び右側板材１０Ｂの各々には、正面板材２０と向き合う端縁から正面板材２０の方に突出するように、４つの第１係合突片１１及び２つの第２係合突片１２が突出形成されている。これら合計６つの係合突片１１，１２は、材料金属板をプレス成形した際に各板材の本体部１３と同時成形された部位であり、機械的外力を及ぼすことで板材本体部１３に対して略直角に折り曲げ可能な部位である。また、左側板材１０Ａ及び右側板材１０Ｂの各々の上端部には、ストラット型サスペンションの一部を取り付けるための取り付け部１４が設けられている。

正面板材２０も、材料となる金属板をプレス成形して得た板金部品である。正面板材２０の本体部２１の略中央には、車軸を通すための車軸用開口２２が貫通形成されている。この車軸用開口２２を取り囲む位置には、左側板材１０Ａの４つの第１係合突片１１及び右側板材１０Ｂの４つの第１係合突片１１を挿入受け容れ可能な合計８つの係合孔２３が貫通形成されている。また、正面板材２０の上端部２４には、左側板材１０Ａの２つの第２係合突片１２及び右側板材１０Ｂの２つの第２係合突片１２を進入受け容れ可能な合計４つの係合凹部２５が切り欠き形成されている。これらの係合孔２３及び係合凹部２５は、材料金属板をプレス成形した際に正面板材の本体部２１及び上端部２４と同時成形された部位である。また、正面板材２０の左端には、ディスクブレーキ用のキャリパを取り付けるための上下一対の取り付け部２６が設けられている。

左側板材１０Ａ、右側板材１０Ｂ及び正面板材２０の３部品からステアリングナックルを組み立てる際には、先ず図示しない治具を用いて、左側板材１０Ａ及び右側板材１０Ｂ間に所定間隔を確保しつつ両者を移動不能に保持する。この保持状態では図１に示すように、左側板材１０Ａの２つの第２係合突片１２と右側板材１０Ｂの２つの第２係合突片１２とが互いに向き合う。そこへ正面板材２０を組み付ける。すると、左側板材１０Ａの４つの第１係合突片１１及び右側板材１０Ｂの４つの第１係合突片１１がそれぞれ対応する正面板材２０の各係合孔２３内に進入し、各係合突片１１が係合孔２３から正面板材２０の正面側に突出する。同様に、左側板材１０Ａの２つの第２係合突片１２及び右側板材１０Ｂの２つの第２係合突片１２がそれぞれ対応する正面板材２０の各係合凹部２５内に進入し、各係合突片１２が係合凹部２５から正面板材２０の正面側に突出する。

そして、図２〜図４に示すように、第１及び第２の係合突片１１，１２をそれぞれ正面板材２０の表面に接するように略直角に折り曲げる。図３は、第１の係合突片１１を折り曲げることによる左側板材１０Ａと正面板材２０の本体部２１との結合状況を示し、図４は、第２の係合突片１２を折り曲げることによる左側板材１０Ａ及び右側板材１０Ｂと正面板材２０の上端部２４との結合状況を示す。これら折り曲げの結果、折れ曲がった係合突片１１，１２によって正面板材２０が左側及び右側板材１０Ａ，１０Ｂに抱きかかえられ、３部品が相互離脱不能に一体化される。その後、左側及び右側板材１０Ａ，１０Ｂを保持していた治具を取り外すことでステアリングナックルが完成する。

このように本実施形態によれば、左側板材１０Ａ、右側板材１０Ｂ及び正面板材２０の３部品を組み合わせた状態で、左側及び右側板材の第１及び第２係合突片１１，１２を略直角に折り曲げるという非加熱的な機械加工により、上記３部品を一体結合してステアリングナックルを製造できるので、溶接等の加熱を伴う加工が不要となる。それ故、仮に各部品の材料金属板として鋳鉄等のカーボン含有量の多い鉄系材料の金属板を用いた場合でも、熱の影響による材質変化の発生を心配する必要がなく、加熱による強度低下や寸法精度低下のない強度及び寸法精度の良好なステアリングナックルを得ることができる。

また、加熱操作の不要な接合構造の採用により、各部品ごとの材料選択の幅が広がり、ステアリングナックルの性能（又は性質）を多様化することが可能となる。

例えば、第１のナックル構成部品（左側板材１０Ａ及び右側板材１０Ｂ）の構成材料として非高張力鋼（例：炭素鋼）を選択する一方で、第２のナックル構成部品（正面板材２０）の構成材料として高張力鋼を選択する。この場合には、高張力鋼からなる第２のナックル構成部品によって、ナックルの機械的強度及び剛性の飛躍的向上が図られると共に、非高張力鋼からなる第１のナックル構成部品によって、係合突片１１，１２の折り曲げ加工のし易さを担保しつつナックルの機械的強度及び剛性の向上が図られる。

また例えば、第１のナックル構成部品（左側板材１０Ａ及び右側板材１０Ｂ）の構成材料として鉄系材料（例：炭素鋼）を選択する一方で、第２のナックル構成部品（正面板材２０）の構成材料としてアルミニウム系材料を選択する。この場合には、アルミニウム系材料からなる第２のナックル構成部品によって、ナックル全体としての軽量化が図られると共に、鉄系材料からなる第１のナックル構成部品によって、係合突片１１，１２の折り曲げ加工のし易さを担保しつつナックルの機械的強度及び剛性の向上が図られる。つまり、強度及び剛性の向上とナックル全体としての軽量化とを両立させることができる。

（変更例）本発明の実施形態を以下のように変更してもよい。
図１〜図４に示した実施形態では、第１のナックル構成部品（左側板材１０Ａ及び右側板材１０Ｂ）の一部である係合突片１１，１２を略直角に折り曲げることを示したが、ナックル構成部品の一部の折り曲げ態様はこれに限定されるものではない。例えば図５に示すように、第１のナックル構成部品３１の一部（下端部３１ａ）で第２のナックル構成部品３２の端部の上下面を挟み込むように第１のナックル構成部品３１の一部を折り曲げてもよい。あるいは図６に示すように、第１のナックル構成部品３１の一部（端部）と第２のナックル構成部品３２の一部（端部）とを重ね合わせた後、ロール状に巻き取るように両ナックル構成部品３１，３２の一部を折り曲げてもよい。図５及び図６に示すような折り曲げ態様でも、第１及び第２のナックル構成部品３１，３２を相互離脱不能に一体化させることができる。

ステアリングナックルの３つの構成部品を分解して示す斜視図。組み立てられたステアリングナックルを示す斜視図。図２のＡ−Ａ線での断面を示す要部拡大斜視図。図２のＢ−Ｂ線での断面を示す要部拡大斜視図。ナックル構成部品の一部の折り曲げ態様の変更例を示す断面図。ナックル構成部品の一部の折り曲げ態様の変更例を示す断面図。

符号の説明

１０Ａ…左側板材（第１のナックル構成部品）、１０Ｂ…右側板材（第１のナックル構成部品）、１１…第１係合突片、１２…第２係合突片、１３…板材の本体部、２０…正面板材（第２のナックル構成部品）、２１…板材の本体部、２３…係合孔、２５…係合凹部、３１…第１のナックル構成部品、３２…第２のナックル構成部品。

Claims

第１及び第２のナックル構成部品を含む複数の部品で構成されるナックルであって、
第１及び第２のナックル構成部品を組み合わせた状態で少なくとも第１のナックル構成部品の一部を折り曲げることにより、第１及び第２のナックル構成部品を相互離脱不能に一体化したことを特徴とするナックル。
第１及び第２のナックル構成部品を含む複数の部品で構成されるナックルであって、
前記第１のナックル構成部品には、外力を及ぼして折り曲げ可能な係合突片が設けられ、前記第２のナックル構成部品には、第１及び第２のナックル構成部品を組み合わせたときに前記係合突片を受け容れ可能な係合凹部又は係合孔が設けられており、
第１及び第２のナックル構成部品を組み合わせて前記係合凹部又は係合孔内に前記係合突片を受容した後、その係合突片を折り曲げることにより、第１及び第２のナックル構成部品を相互離脱不能に一体化したことを特徴とするナックル。
前記第１及び第２のナックル構成部品は、金属板に塑性加工を施して得られた板金部品であることを特徴とする請求項１又は２に記載のナックル。