JP2012140115A - ボールジョイント部材の取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化および重量化を招くことなく、組み付け作業を簡単にし得るボールジョイント部材の取付構造を提供する。
【解決手段】ボールジョイント部材１０のアーム部１２に対し、車幅方向外側に雌ねじ孔１６を形成するとともに、車幅方向内側に雄ねじ軸１７を突設させ、ロアアーム１には、雌ねじ孔１６と雄ねじ軸１７とに対応する位置に貫通孔２１，２２を形成し、車幅方向内側の貫通孔２２に雄ねじ軸１７を挿通させた状態で雄ねじ軸１７にフランジ付き六角ナット２４を螺合させ、フランジ付き六角ボルト２３を車幅方向外側の貫通孔２２に挿入して雌ねじ孔１６に螺合させることにより、ボールジョイント部材１０とロアアーム１とを接合するようにし、フランジ付き六角ボルト２３の軸径Ｄ１を雄ねじ軸１７の軸径Ｄ２に比べて大きくし、且つフランジ付き六角ボルト２３の二面幅Ｓ１をフランジ付き六角ナット２４の二面幅Ｓ２と同一寸法とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車のサスペンションに用いられるロアアームに対してナックルを支持するボールジョイント部材を取付けるための取付構造に関する。

ストラット式やダブルウィッシュボーン式などの独立懸架方式のサスペンションでは、ロアアームにナックルを支持させるためにボールジョイントを用いることがある。ボールジョイントを用いる場合、ロアアームにソケットを形成してボールスタッドを取付ける方式と、ソケットからアームが延出するように形成したボールジョイント部材をロアアームに接合する方式とがある。ボールジョイント部材をロアアームに接合する方式としては、ソケットから延出させたアームをロアアームに重ね合わせ、ボルトおよびナットを用いて車幅方向の２箇所で締結するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、ボールジョイント部材をロアアームに接合した場合には、車幅方向外側の接合部に大きな荷重が加わるため、図３に示すように、ソケット１１４から延出させたアーム１１２の車幅方向外側（ソケット１１４側）を幅広になるように形成し、車幅方向外側では２箇所で締結し、車幅方向内側の１箇所と合わせて合計３箇所でボールジョイント部材１１０とロアアーム１０１とを締結するようにしたものもある。

特開昭６１−２８２１０６号公報

しかしながら、特許文献１のボールジョンイント部材の取付構造では、車幅方向外側のボルトナットにより大きな荷重が加わるため、この荷重に耐え得る大きさのボルトナットを用いると、車幅方向内側のボルトナットが不要に大きくなり不経済である。ここで、車幅方向内側のボルトナットを車幅方向外側のものよりも小さくすることが考えられるが、このようにすると、ボールジョイント部材とロアアームとの接合時に大きさの異なる２種類の工具を用いなければならず、組み付け作業が煩雑になる。

一方、図３に示したボールジョイント部材１１０を３箇所で締結する取付構造では、部品数が増えて締結作業が煩雑となるだけでなく、アーム１１２が幅広になることでロアアーム１０１も幅広に形成しなければならず、部材の大型化および重量化を招いてしまう。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、大型化および重量化を招くことなく、組み付け作業を簡単にし得るボールジョイント部材の取付構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、ナックル（３）を支持するボールジョイント部（１１）と該ボールジョイント部から車幅方向に延出するアーム部（１２）とを有するボールジョイント部材（１０）を、ロアアーム（１）に取付けるためのボールジョイント部材の取付構造であって、ボールジョイント部材のアーム部には、車幅方向外側に雌ねじ孔（１６）が形成されるとともに、車幅方向内側に雄ねじ軸（１７）が突設され、ロアアームには、雌ねじ孔と雄ねじ軸とに対応する位置に貫通孔（２１，２２）が形成され、ボールジョイント部材とロアアームとは、車幅方向内側の貫通孔に挿通された雄ねじ軸に螺合するナット（２４）と、車幅方向外側の貫通孔に挿入され、雌ねじ孔に螺合するボルト（２３）とにより締結され、ボルトの軸径（Ｄ１）は雄ねじ軸の軸径（Ｄ２）に比べて大きく、且つボルトの二面幅（Ｓ１）とナットの二面幅（Ｓ２）とが同一であることを特徴とする。ここで、二面幅とは、四角や、六角、八角など、側面に平行な２面を複数有するボルトヘッドおよびナットにおいて、当該平行な２側面間の幅のことである。

この構成によれば、締結部を２箇所にすることでアーム部およびロアアームの大型化および重量化を防止することができる。また、より大きな荷重が加わる車幅方向外側の締結部には大径のボルトを用い、より小さな荷重が加わる車幅方向内側の締結部には小径の雄ねじ軸を用いることで、部材の要求性能を満たしつつ部材コストの削減を図ることができる。一方、接合作業においては、アーム部の車幅方向内側に雄ねじ軸が突設されているため、ボールジョイント部材とロアアームとの位置合わせが容易である。また、ナットおよびボルトの２つの部材を共にロアアーム側から締め付ければよいため、締め付け箇所が少なく、締め付け作業も容易である。さらに、ボルトの二面幅とナットの二面幅とが同一であるため、工具の交換を行うことなくボルトおよびナットを締め付けることができ、締め付け作業を一層容易にすることができる。

また、本発明の一側面によれば、アーム部における車幅方向内側の貫通孔が形成された部分が、アーム部における車幅方向外側の貫通孔が形成された部分よりも薄く、雄ねじ軸がローレットボルト（１９）により形成されるものとすることができる。

この構成によれば、応力が集中する車幅方向外側の貫通孔が形成された部分のアーム部の強度を確保するとともに、雌ねじ孔の長さを大きくして要求せん断強度を確保することができる。また、アーム部の車幅方向内側の貫通孔が形成された部分を薄くすることでボールジョイント部材を小型化および軽量化することができる。さらに、雄ねじ軸をローレットボルトにより形成することで、アーム部への雄ねじ軸の形成を容易にすることができる。

このように本発明によれば、大型化および重量化を招くことなく、組み付け作業を簡単にし得るボールジョイント部材の取付構造を提供することができる。

本発明に係るボールジョイント部材の取付構造の平面図 図１中のII−II断面図 従来技術によるボールジョイント部材の取付構造の平面図

以下、本発明に係るボールジョイント部材１０の取付構造の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１および図２に示すように、ロアアーム１は、自動車の車体２とナックル３とを相対的に上下動可能に連結するリンク部材であり、本実施形態では、前輪４に適用されたストラット式サスペンションの構成要素として用いられる。なお、図１および図２では左側のサスペンションのみを示している。ナックル３は、図示しないホイールベアリングを介して前輪４を回転自在に支持するとともに、その前端に連結するタイロッド５が左右に駆動されることにより前輪４を左右に転向させる。また、ナックル３の上端には、図示しないスプリングとダンパとを有するストラットアッセンブリ６が取付けられており、前輪４からの入力をスプリングが吸収し、スプリングの周期振動をダンパが収束させ得るようになっている。

ロアアーム１とナックル３とは、ボールジョイント部材１０を介して互いに回動可能に連結されている。ボールジョイント部材１０は、ナックル３を支持するボールジョイント部１１と、ボールジョイント部１１から延出するアーム部１２とを有しており、さらにボールジョイント部１１は、ナックル３に固定されるボールスタッド１３や、アーム部１２と一体に形成され、ボールスタッド１３のボール部１３ａを保持するソケット１４、ボールスタッド１３とソケット１４との摺接部を覆うダストブーツ１５などを有している。

ボールジョイント部材１０のアーム部１２には、基端側すなわち自動車に取付けられた状態で車幅方向外側に雌ねじ孔１６が形成されるとともに、先端側すなわち自動車に取付けられた状態で車幅方向内側に雄ねじ軸１７が突設されている。なお、基端側（車幅方向外側）および先端側（車幅方向内側）の用語は、雌ねじ孔１６と雄ねじ軸１７との相対的な位置関係を特定するものであり、アーム部１２中心を基準として位置を特定するものではない。

雄ねじ軸１７は、アーム部１２に設けられた貫通孔１８に雄ねじ軸１７の突出方向と反対側から圧入されたローレットボルト１９の軸部により形成される。ローレットボルト１９の軸基端には、軸方向に延在するセレーションが全周にわたって形成されており、セレーションが圧入によって貫通孔１８の内周面に嵌着することにより、ローレットボルト１９がアーム部１２に回転不能に固定される。一方、ロアアーム１には、アーム部１２に形成された雌ねじ孔１６と雄ねじ軸１７とに対応する位置に、車幅方向に配置された２つの貫通孔２１，２２が形成されている。

そして、ボールジョイント部材１０とロアアーム１とは、車幅方向内側の貫通孔２２に雄ねじ軸１７を挿通させた状態で雄ねじ軸１７に螺合させたフランジ付き六角ナット２４と、車幅方向外側の貫通孔２１に挿入され、アーム部１２の雌ねじ孔１６に螺合させたフランジ付き六角ボルト２３とにより締結されている。

フランジ付き六角ボルト２３の軸径Ｄ１は、ローレットボルト１９の軸径すなわち雄ねじ軸１７の軸径Ｄ２に比べて大きくされている（Ｄ１＞Ｄ２）。一方、フランジ付き六角ボルト２３の二面幅（平行な２側面間の幅）Ｓ１は、フランジ付き六角ナット２４の二面幅Ｓ２と同一寸法となっている（Ｓ１＝Ｓ２）。ここでは、フランジ付き六角ナット２４に規格品を用いるため、フランジ付き六角ボルト２３が規格外の寸法、すなわち軸径Ｄ１（ねじの呼び径）に対して規定よりも小さな二面幅Ｓ１を有する規格外の寸法に形成される。

また、ボールジョイント部材１０のアーム部１２は、雌ねじ孔１６が形成された基端側（車幅方向外側）よりもローレットボルト１９が取付けられた先端側（車幅方向内側）の方が薄い段付き形状となっている。そのため、雌ねじ孔１６の軸方向長さＬ１が貫通孔１８の軸方向長さよりも長くなっている（Ｌ１＞Ｌ２）。

このように構成された取付構造において、ボールジョイント部材１０は、次のようにしてロアアーム１に取付けられる。まず、ローレットボルト１９が固定されたボールジョイント部材１０を、雄ねじ軸１７を車幅方向内側の貫通孔２２に挿通させてロアアーム１に重ね合わせ、ロアアーム１側からフランジ付き六角ナット２４を雄ねじ軸１７に螺合させるとともに、ロアアーム１側からフランジ付き六角ボルト２３を車幅方向外側の貫通孔２１に挿通させて雌ねじ孔１６に螺合させる。そして、工具を用いてフランジ付き六角ナット２４およびフランジ付き六角ボルト２３を締め付ける。これにより、フランジ付き六角ナット２４とローレットボルト１９とによる締結部と、フランジ付き六角ボルト２３と雌ねじ孔１６とによる締結部との２箇所で締結され、ボールジョイント部材１０とロアアーム１とが一体に接合される。

このように、ボールジョイント部材１０のロアアーム１への締結部を２箇所にすることにより、従来の３箇所で締結したものに比べてボールジョイント部材１０のアーム部１２を細くすることができるため、アーム部１２およびロアアーム１の大型化および重量化を防止することができる。そして、ボールジョイント部材１０とロアアーム１との接合部分が細くなることにより、ロアアーム１とナックル３や前輪４（ホイール）とのクリアランスを大きくすることができるため、前輪４の転向角度（切れ角）を大きくしたり、小さなホイールへの適用を可能にしたりすることができる。

また、より大きな荷重が加わる車幅方向外側に配置されたフランジ付き六角ボルト２３の軸径Ｄ１を、より小さな荷重が加わる車幅方向内側に配置された雄ねじ軸１７の軸径Ｄ２よりも大きくすることにより、配置に応じた部材の要求性能を満たしつつ、不要に大きな部材の使用回避によりコストの削減を図ることができる。

また、アーム部１２の車幅方向内側部位に雄ねじ軸１７を突設しているため、組み付け時のボールジョイント部材１０とロアアーム１との位置合わせが容易になる。そして、フランジ付き六角ナット２４およびフランジ付き六角ボルト２３の２つの部材を共にロアアーム１側から締め付けるようにしたことで、締め付け箇所が少なく、締め付け作業も容易になる。さらに、フランジ付き六角ボルト２３の二面幅Ｓ１とフランジ付き六角ナット２４の二面幅Ｓ２とが同一寸法であるため、工具の交換を行うことなく両部材を締め付けることができ、締め付け作業の一層の容易化が図られている。

一方、アーム部１２における車幅方向内側の貫通孔１８が形成された部分が、車幅方向外側の雌ねじ孔１６が形成された部分よりも薄く形成されたことにより、応力が集中する部分のアーム部１２の強度を確保するとともに、雌ねじ孔１６部分の厚さを厚くして雌ねじ孔１６の要求せん断強度を確保することができる。また、アーム部１２の車幅方向内側の貫通孔１８が形成された部分を薄くしたことで、ボールジョイント部材１０の小型化および軽量化が実現される。さらに、雄ねじ軸１７がローレットボルト１９により形成されたことで、アーム部１２への雄ねじ軸１７の形成が容易になる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、ボールジョイント部材１０のロアアーム１への取付構造を、前輪のストラット式サスペンションに適用しているが、後輪のサスペンションや、ダブルウィッシュボーン式やマルチリンク式など他の方式のサスペンションに適用することも可能である。また、上記実施形態では、ボールジョイント部材１０に形成される雄ねじ軸１７を、ローレットボルト１９により形成しているが、アーム部１２に固定可能なウェルトボルトやスタッドボルトにより形成してもよい。さらに、上記実施形態では、フランジ付き六角ナット２４に規格品を用い、フランジ付き六角ボルト２３を規格外の寸法に形成しているが、フランジ付き六角ボルト２３に規格品を用い、フランジ付き六角ナット２４を、ねじの呼び径に対して規定よりも大きな二面幅Ｓ２を有する規格外の寸法に形成してもよい。加えて、ボルトおよびナットとしてフランジ付き六角ボルト２３およびフランジ付き六角ナット２４を用いる代わりに、フランジの無いものや、四角や八角のボルトおよびナットを用いていもよい。その他、ロアアーム１やボールジョイント部材１０の形状などの具体的構成についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

１ ロアアーム
３ ナックル
１０ ボールジョイント部材
１１ ボールジョイント部
１２ アーム部
１６ 雌ねじ孔
１７ 雄ねじ軸
１９ ローレットボルト
２１ 貫通孔（車幅方向外側）
２２ 貫通孔（車幅方向内側）
２３ フランジ付き六角ボルト
２４ フランジ付き六角ナット
Ｄ１ 軸径（フランジ付き六角ボルト２３）
Ｄ２ 軸径（雄ねじ軸１７）
Ｓ１ 二面幅（フランジ付き六角ボルト２３）
Ｓ２ 二面幅（フランジ付き六角ナット２４）

Claims (2)

1. ナックルを支持するボールジョイント部と該ボールジョイント部から車幅方向に延出するアーム部とを有するボールジョイント部材を、ロアアームに取付けるためのボールジョイント部材の取付構造であって、
   前記ボールジョイント部材の前記アーム部には、車幅方向外側に雌ねじ孔が形成されるとともに、車幅方向内側に雄ねじ軸が突設され、
   前記ロアアームには、前記雌ねじ孔と前記雄ねじ軸とに対応する位置に貫通孔が形成され、
   前記ボールジョイント部材と前記ロアアームとは、車幅方向内側の前記貫通孔に挿通され前記雄ねじ軸に螺合するナットと、車幅方向外側の前記貫通孔に挿入され、前記雌ねじ孔に螺合するボルトとにより締結され、
   前記ボルトの軸径は前記雄ねじ軸の軸径に比べて大きく、且つ前記ボルトの二面幅と前記ナットの二面幅とが同一であることを特徴とするボールジョイント部材の取付構造。
2. 前記アーム部における前記車幅方向内側の貫通孔が形成された部分が、前記アーム部における前記車幅方向外側の貫通孔が形成された部分よりも薄く、
   前記雄ねじ軸がローレットボルトにより形成されることを特徴とする、請求項１に記載のボールジョイント部材の取付構造。

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