JP2020132110A - スタッドボルト孔構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ネジ部にシール剤が適用されたスタッドボルトによってナックルとナックルアームとを締結する場合に、シール剤カスによる悪影響を抑制することができるスタッドボルト孔構造を提供する。【解決手段】ナックル１においてナックルアーム２が重ね合わされる締結面１４におけるスタッドボルト孔１５の開口の周縁部に、該スタッドボルト孔１５にスタッドボルト３の第１ネジ部３１がねじ込まれた際に発生するシール剤カスを収容するように締結面１４から後退する面で構成された収容部１７を設ける。これにより、ナックル１の締結面１４にナックルアーム２を重ね合わせた際に、この両者間におけるシール剤カスの挟み込み量（噛み込み量）を無くしたり減少させたりすることができ、シール剤カスにヘタリが生じて軸力の低下してしまうといった状況を回避することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、ナックルアームが重ね合わされて締結されるナックル（ステアリングナックル）に形成されたスタッドボルト孔の構造に係る。特に、本発明は、スタッドボルトのネジ部にシール剤が適用されたものに対する改良に関する。

従来、車両の車輪を回転自在に支持する部材としてナックルが知られている。また、このナックルには車輪に舵角を与えるための操舵力を伝達するナックルアームが締結されている（特許文献１を参照）。

また、ナックルにナックルアームを締結する手段の一つとして、スタッドボルトを使用することも知られている。図９は、このスタッドボルトａを使用してナックルｂにナックルアームｃを締結した状態を示す断面図である。

この締結構造としては、図９に示すように、ナックルｂおよびナックルアームｃそれぞれにスタッドボルト孔ｄ，ｅが形成されている。ナックルｂに形成されているスタッドボルト孔ｄの内面には雌ネジが形成されている。そして、スタッドボルトａのネジ部ｆをナックルｂのスタッドボルト孔ｄにねじ込んでおき、ナックルアームｃのスタッドボルト孔ｅにスタッドボルトａを挿通することでナックルｂの締結面（ナックルアームｃに対向する面）ｂ１とナックルアームｃの締結面（ナックルｂに対向する面）ｃ１とを重ね合わせる。そして、ナックルアームｃにおける締結面ｃ１とは反対側の面ｃ２から突出したスタッドボルトａのネジ部ｇにナットｈをねじ込むことによってナックルｂとナックルアームｃとを一体的に締結する。この場合、ナットｈをねじ込むことで発生する軸力（締め付け力）によってナックルｂとナックルアームｃとが強固に締結されることになる。

特開２０１５−１１３０５２号公報 特開２００９−１２１６０１号公報

ところで、２つの部材をスタッドボルトを利用して一体的に締結する場合に、スタッドボルトのネジ部にシール剤を適用（塗布）しておくことが知られている（特許文献２を参照）。このようにシール剤を適用することにより、スタッドボルト孔とスタッドボルトのネジ部との間にシール剤を介在させ、これら両者間を液密状態とすることができ、オイルやグリスの漏れを防止することができる。

しかしながら、このようなシール剤を適用したスタッドボルトａを、前述したナックルｂとナックルアームｃとの締結のための手段として適用した場合、以下に述べる不具合を招く可能性がある。

つまり、スタッドボルトａのネジ部（シール剤が適用されたネジ部）ｆをナックルｂのスタッドボルト孔ｄにねじ込む際、シール剤の一部がネジ部ｆから脱落し（スタッドボルト孔ｄにねじ込まれる際に一部が剥離し）、ナックルｂの締結面ｂ１上にシール剤カスが付着する可能性がある。具体的には、前述したシール剤の効果を十分に得るためには、スタッドボルトａのネジ部ｆに適用されるシール剤の量としてはある程度の量が必要である。そして、スタッドボルトａのネジ部ｆをナックルｂのスタッドボルト孔ｄにねじ込む際には上下反転（図９に示す状態に対して上下反転）されてねじ込み作業が行われるため、ナックルｂの締結面ｂ１上にシール剤カスが載ってしまう可能性がある。この状態でナックルｂの締結面ｂ１にナックルアームｃの締結面ｃ１を重ね合わせた場合、この両者間にシール剤カスが挟み込まれた（噛み込んだ）状態のままナットｈのねじ込みによる締結が行われることになる。図１０は、このような状況が生じた場合における図９のＡ部分を拡大して示す断面図である。

このような状況では、ナックルｂの締結面ｂ１とナックルアームｃの締結面ｃ１との間に挟み込まれたシール剤カスｉにヘタリが生じた場合（シール剤カスｉの厚さ寸法が小さくなった場合）、前記軸力が低下することになり、ナックルｂとナックルアームｃとの良好な締結状態が得られなくなってしまう虞がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ネジ部にシール剤が適用されたスタッドボルトによってナックルとナックルアームとを締結する場合に、シール剤カスによる悪影響を抑制することができるスタッドボルト孔構造を提供することにある。

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、ナックルアームが重ね合わされて締結されるナックルに形成され、シール剤が予め適用されたスタッドボルトのネジ部がねじ込まれるスタッドボルト孔の構造を前提とする。そして、このスタッドボルト孔の構造としては、前記ナックルにおいて前記ナックルアームが重ね合わされる締結面における前記スタッドボルト孔の開口の周縁部に、該スタッドボルト孔に前記スタッドボルトのネジ部がねじ込まれた際に発生するシール剤カスを収容するように前記締結面から後退する面で構成された環状の収容部が設けられていることを特徴とする。

この特定事項により、スタッドボルトを利用してナックルにナックルアームを締結する場合、先ず、ナックルに形成されているスタッドボルト孔にスタッドボルトのネジ部をねじ込む。このスタッドボルトのネジ部には予めシール剤が適用されているため、スタッドボルト孔にスタッドボルトのネジ部をねじ込んだ状態では、スタッドボルト孔とスタッドボルトのネジ部との間にシール剤が介在し、これら両者間を液密状態とすることができて、オイルやグリスの漏れを防止することができる。

そして、スタッドボルト孔にスタッドボルトのネジ部をねじ込む際、シール剤の一部がスタッドボルトのネジ部から脱落することがある。本解決手段では、ナックルの締結面（ナックルアームが重ね合わされる締結面）におけるスタッドボルト孔の開口の周縁部に環状の収容部（締結面から後退する面で構成された環状の収容部）が設けられているため、脱落したシール剤（シール剤カス）は、この収容部に収容され、ナックルの締結面に対するシール剤カスの付着量を無くしたり減少させたりすることができる。つまり、ナックルの締結面にナックルアームを重ね合わせた際に、この両者間におけるシール剤カスの挟み込み量（噛み込み量）を無くしたり減少させたりすることができる。このため、ナックルとナックルアームとの間に挟み込まれたシール剤カスにヘタリが生じて軸力（ナックルとナックルアームとを締結している締め付け力）が低下してしまうといった状況を回避することができ、前記軸力を継続的に維持することができて、ナックルとナックルアームとの良好な締結状態を維持することができる。

本発明では、ナックルにおいてナックルアームが重ね合わされる締結面におけるスタッドボルト孔の開口の周縁部に、該スタッドボルト孔にスタッドボルトのネジ部がねじ込まれた際に発生するシール剤カスを収容するように前記締結面から後退する面で構成された環状の収容部を設けている。これにより、ナックルの締結面にナックルアームを重ね合わせた際に、この両者間におけるシール剤カスの挟み込み量（噛み込み量）を無くしたり減少させたりすることができる。その結果、ナックルとナックルアームとの間に挟み込まれたシール剤カスにヘタリが生じて軸力が低下してしまうといった状況を回避することができ、前記軸力を継続的に維持することができて、ナックルとナックルアームとの良好な締結状態を維持することができる。

ナックルにナックルアームが締結された状態を示す図である。 図１におけるII−II線に沿った断面図である。 図２に示す断面における各部材の分解図である。 ナックルのスタッドボルト孔およびその周辺を示す断面図である。 ナックルにスタッドボルトがねじ込まれた状態を示す斜視図である。 従来技術においてナックルにスタッドボルトがねじ込まれた状態を示す斜視図である。 変形例１における図４相当図である。 変形例２における図４相当図である。 従来技術におけるナックルアーム締結部分の断面図である。 図９におけるＡ部分を拡大して示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、ナックルとナックルアームとが４本のスタッドボルトによって締結される場合を例に挙げて説明する。つまり、ナックルに形成されている４個のスタッドボルト孔それぞれにスタッドボルトをねじ込んでおき、ナックルアームのスタッドボルト孔にスタッドボルトを挿通することでナックルとナックルアームとを重ね合わせ、ナックルアームから突出した（ナックルとは反対側に突出した）スタッドボルトのネジ部にナットをねじ込むことによってナックルとナックルアームとを一体的に締結する場合を例に挙げて説明する。

−ナックルおよびナックルアームの構成−
図１は、ナックル１にナックルアーム２が締結された状態を示す図である。また、図２は、図１におけるII−II線に沿った断面図である。また、図３は、図２に示す断面における各部材の分解図である。

図１に示すように、ナックル１は、図示しない車輪（前輪）を車体に対して回転可能に支持する部材であって、例えば、アルミニウムの鍛造によって構成されている。また、このナックル１は、円環状の本体部１１と、該本体部１１の下部に一体形成されたナックルアーム締結部１２とを備えている。

本体部１１は、前輪を回転可能に支持する部分であって、中央に大径の開口１３が貫通して形成されている。この開口１３に、ボールベアリング（図示省略）が取り付けられ、このボールベアリングによってアクスルハブ（図示省略）がナックル１に対して回転可能に装着される。

ナックルアーム２は、ナックル１とサスペンションロアアーム（図示省略）とを連結する部材である。このナックルアーム２は、棒状の部材であって、車両前後方向に沿って延在されて、その前端部分の上面２１がナックル１におけるナックルアーム締結部１２の下面１４に重ね合わされて締結される。このため、このナックルアーム締結部１２の下面１４が、ナックル１における締結面（ナックルアーム２が重ね合わされて締結される面）１４であり、ナックルアーム２の上面２１が、該ナックルアーム２における締結面（ナックル１が重ね合わされて締結される面）２１である。

ナックル１のナックルアーム締結部１２の４箇所には、その板厚方向（図２および図３における上下方向）に貫通するスタッドボルト孔１５，１５が形成されている。同様に、ナックルアーム２の４箇所であって、前記ナックルアーム締結部１２に形成されているスタッドボルト孔１５，１５に対応する位置には、その板厚方向（図２および図３における上下方向）に貫通するスタッドボルト孔２２，２２が形成されている。

ナックル１のナックルアーム締結部１２に形成されているスタッドボルト孔１５，１５の内面には雌ネジが形成されている。

ナックルアーム２に形成されているスタッドボルト孔２２，２２は、スタッドボルト３の外径寸法に略一致する内径寸法を有する第１孔部２２ａと、該第１孔部２２ａの下側に連続し、下側に向かうに従って内径寸法が次第に大きくなる擂り鉢形状の第２孔部２２ｂとを有している。

ナックル１とナックルアーム２とを締結するスタッドボルト３には、その軸心方向（長手方向）の両側にネジ部３１，３２が設けられている。一方のネジ部３１は、ナックル１のスタッドボルト孔１５にねじ込まれる部分である。他方のネジ部３２は、後述するナット（ナックル１とナックルアーム２とを締結するためのナット）４がねじ込まれる部分である。以下では、前者のネジ部３１を第１ネジ部３１と呼び、後者のネジ部３２を第２ネジ部３２と呼ぶこととする。スタッドボルト３において第１ネジ部３１と第２ネジ部３２との間には、雄ネジが形成されていないシャフト部３３が設けられている。

また、このスタッドボルト３における第２ネジ部３２側の端面には、該スタッドボルト３の第１ネジ部３１をナックル１のスタッドボルト孔１５にねじ込む際にレンチやスパナ等の工具が嵌め合わされるボルト頭部３４が一体形成されている。

−締結作業−
前記スタッドボルト３を利用してナックル１とナックルアーム２とを締結する作業としては、先ず、スタッドボルト３の第１ネジ部３１をナックル１のスタッドボルト孔１５にねじ込む。このねじ込み作業にあっては、スタッドボルト３のボルト頭部３４にレンチやスパナ等の工具を嵌め合わせることによって行う。また、このねじ込み作業は、一般には、その作業性を考慮し、上下反転（図３に示す状態に対して上下反転）されて、ナックル１のスタッドボルト孔１５に対して上側からスタッドボルト３の第１ネジ部３１がねじ込まれることになる。

その後、ナックルアーム２のスタッドボルト孔２２にスタッドボルト３を挿通する（スタッドボルト３の第２ネジ部３２およびシャフト部３３を挿通する）ことでナックル１の締結面１４とナックルアーム２の締結面２１とを重ね合わせる。

そして、ナックルアーム２における締結面２１とは反対側の面２３から突出したスタッドボルト３の第２ネジ部３２にナット４をねじ込むことによって、ナックル１とナックルアーム２とを一体的に締結する。本実施形態におけるナット４は、ナックルアーム２のスタッドボルト孔２２に設けられている第２孔部２２ｂの形状（下側に向かうに従って内径寸法が次第に大きくなる擂り鉢形状）に略合致するソケット部分４１を有している。

このようにしてナット４をねじ込むことによって発生する軸力（締め付け力）により、ナックル１とナックルアーム２とが強固に締結されることになる（図２を参照）。

本実施形態にあっては、スタッドボルト３の第１ネジ部３１にシール剤５が適用（塗布）されている。このシール剤５をスタッドボルト３の第１ネジ部３１に適用するための作業としては、シール剤５が貯留されたシール剤槽にスタッドボルト３の第１ネジ部３１のみを浸漬させ、該シール剤５を乾燥させることにより行われる。このシール剤５を適用する目的は、スタッドボルト３の第１ネジ部３１をナックル１のスタッドボルト孔１５にねじ込んだ状態において、スタッドボルト孔１５と第１ネジ部３１との間にシール剤５を介在させ、これら両者間を液密状態とすることで、オイルやグリスの漏れを防止するためである。このシール剤５としては、周知のものが適用可能である。例えば、ゴム系のシール剤や、フッ素系のシール剤や、シリコン系のシール剤が適用可能である。

−ナックルのスタッドボルト孔構造−
本実施形態の特徴は、ナックル１に形成されているスタッドボルト孔１５の構造にある。

このスタッドボルト孔１５としては、図３および図４（ナックル１のスタッドボルト孔１５およびその周辺を示す断面図）に示すように、雌ネジ部１６と環状の収容部１７とを備えている。

雌ネジ部１６は、前述したように、スタッドボルト３の第１ネジ部３１がねじ込まれる部分であって、その内径寸法は、スタッドボルト３の第１ネジ部３１の外径寸法に略一致し、その全体に亘って該第１ネジ部３１に螺合する雌ネジが形成されている。

収容部１７は、前記雌ネジ部１６の下側（締結面１４側）に連続し、ナックル１の締結面１４に向かうに従って内径寸法が次第に大きくなる擂り鉢形状の傾斜面部分（例えば図４に示す断面において４５°の傾斜面を有する部分）１７ａと、この傾斜面部分１７ａの下端縁から締結面１４に亘って円筒形状に形成された円筒部分１７ｂとを備えている。また、傾斜面部分１７ａにおける締結面１４に沿う方向の長さ寸法（図４における寸法ｔ１）は２．５ｍｍに設定され、円筒部分１７ｂにおける締結面１４に直交する方向の長さ寸法（図４における寸法ｔ２）は１．０ｍｍに設定されている。これらの値はこれに限定されるものではないが、後述するように、ナックル１のスタッドボルト孔１５にスタッドボルト３の第１ネジ部３１をねじ込む際に発生するシール剤カス５１の発生量に応じて適宜設定されることになる。

このようにして、収容部１７は、ナックル１の締結面１４から後退する面で構成されている。より具体的に、このナックル１の締結面１４から後退する面は、前記傾斜面部分１７ａを成す傾斜面と、前記円筒部分１７ｂを成す円筒形状の内面とによって成っている。

なお、この収容部１７は、スタッドボルト孔１５の開口部分のドリルによる切削加工および座ぐり加工によって形成される。

そして、この収容部１７の機能は、ナックル１のスタッドボルト孔１５にスタッドボルト３の第１ネジ部３１をねじ込む際、シール剤５の一部がスタッドボルト３の第１ネジ部３１から脱落した場合に、この脱落したシール剤（シール剤カス）５１を回収して収容することにある。

つまり、このシール剤カス５１は、スタッドボルト孔１５にスタッドボルト３の第１ネジ部３１をねじ込んでいった場合に、このスタッドボルト孔１５の内部に入り込めなかったものが、該スタッドボルト孔１５の内面とスタッドボルト３の第１ネジ部３１との境界部分からナックル１の締結面１４に溢れ出たものであり、スタッドボルト孔１５の開口周辺に溜まることになる。本実施形態では、ナックル１の締結面１４におけるスタッドボルト孔１５の開口の周縁部に、該スタッドボルト孔１５にスタッドボルト３の第１ネジ部３１がねじ込まれた際に発生するシール剤カス５１を収容するように締結面１４から後退する面で構成された収容部１７を設けている。これにより、ナックル１の締結面１４にナックルアーム２の締結面２１を重ね合わせた際に、この両者間におけるシール剤カス５１の挟み込み量（噛み込み量）を無くしたり減少させたりすることができる。その結果、ナックル１とナックルアーム２との間に挟み込まれたシール剤カス５１にヘタリが生じて軸力が低下してしまうといった状況を回避することができ、前記軸力を継続的に維持することができて、ナックル１とナックルアーム２との良好な締結状態を維持することができる。

−実験例−
前記の効果を確認するために行った実験例について説明する。図５は、本実施形態の構成（ナックル１の締結面１４におけるスタッドボルト孔１５の開口の周縁部に収容部１７を設けた構成）において、ナックル１にスタッドボルト３がねじ込まれた状態を示す斜視図である。また、図６は、従来技術の構成（収容部１７を有しない構成）において、ナックルｂにスタッドボルトａがねじ込まれた状態を示す斜視図である。

図６に示すように、従来技術の構成にあっては、ナックルｂの締結面ｂ１上にシール剤カスｉが付着しており、この場合、ナックルｂの締結面ｂ１とナックルアームの締結面との間にシール剤カスｉが挟み込まれてしまうことになる。

これに対し、図５に示すように、本実施形態の構成にあっては、シール剤カス５１が収容部１７に収容され、ナックル１の締結面１４上にはシール剤カス５１は存在しなかった。つまり、ナックル１の締結面１４とナックルアーム２の締結面２１との間にシール剤カス５１が挟み込まれてしまうことはなかった。

以上のことから、前記の効果を確認することができた。

−変形例１−
次に変形例１について説明する。本変形例は、収容部１７の形状が前記実施形態のものと異なっている。その他の構成および締結作業は前記実施形態の場合と同様であるので、ここでは収容部１７の形状のみについて説明する。

図７は、本変形例における図４相当図である。この図７に示すように、本変形例における収容部１７も、前記雌ネジ部１６の下側（締結面１４側）に連続し、ナックル１の締結面１４に向かうに従って内径寸法が次第に大きくなる擂り鉢形状の傾斜面部分１７ａと、この傾斜面部分１７ａの下端縁から締結面１４に亘って円筒形状に形成された円筒部分１７ｂとを備えている。また、傾斜面部分１７ａにおける締結面１４に沿う方向の長さ寸法（図７における寸法ｔ１）は１．０ｍｍに設定され、円筒部分１７ｂにおける締結面１４に直交する方向の長さ寸法（図７における寸法ｔ２）は２．５ｍｍに設定されている。これらの値はこれに限定されるものではないが、前記実施形態の場合と同様に、ナックル１のスタッドボルト孔１５にスタッドボルト３の第１ネジ部３１をねじ込む際に発生するシール剤カス５１の発生量に応じて適宜設定されている。

本変形例にあっても、前記実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができ、ナックル１の締結面１４にナックルアーム２の締結面２１を重ね合わせた際に、この両者間におけるシール剤カス５１の挟み込み量（噛み込み量）を無くしたり減少させたりすることができる。その結果、ナックル１とナックルアーム２との間に挟み込まれたシール剤カス５１にヘタリが生じて軸力が低下してしまうといった状況を回避することができ、前記軸力を継続的に維持することができて、ナックル１とナックルアーム２との良好な締結状態を維持することができる。

−変形例２−
次に変形例２について説明する。本変形例も、収容部１７の形状が前記実施形態のものと異なっている。その他の構成および締結作業は前記実施形態の場合と同様であるので、ここでも収容部１７の形状のみについて説明する。

図８は、本変形例における図４相当図である。この図８に示すように、本変形例における収容部１７は、前記雌ネジ部１６の下側（締結面１４側）に連続し、ナックル１の締結面１４に向かうに従って内径寸法が次第に大きくなる擂り鉢形状の傾斜面部分１７ａを備えている。つまり、本変形例に係る収容部１７は、前記実施形態や前記変形例１に係る収容部１７に備えられていた円筒部分１７ｂを有しないものとなっている。そして、本変形例にあっては、傾斜面部分１７ａにおける締結面１４に沿う方向の長さ寸法（図８における寸法ｔ１）は２．５ｍｍに設定されている。この値はこれに限定されるものではないが、前記実施形態や前記変形例１の場合と同様に、ナックル１のスタッドボルト孔１５にスタッドボルト３の第１ネジ部３１をねじ込む際に発生するシール剤カス５１の発生量に応じて適宜設定されている。

本変形例にあっても、前記実施形態や前記変形例１の場合と同様の作用効果を得ることができ、ナックル１の締結面１４にナックルアーム２の締結面２１を重ね合わせた際に、この両者間におけるシール剤カス５１の挟み込み量（噛み込み量）を無くしたり減少させたりすることができる。その結果、ナックル１とナックルアーム２との間に挟み込まれたシール剤カス５１にヘタリが生じて軸力が低下してしまうといった状況を回避することができ、前記軸力を継続的に維持することができて、ナックル１とナックルアーム２との良好な締結状態を維持することができる。

−他の実施形態−
なお、本発明は、前記実施形態および前記各変形例に限定されるものではなく、特許請求の範囲および該範囲と均等の範囲で包含される全ての変形や応用が可能である。

例えば、前記実施形態および前記各変形例では、収容部１７に傾斜面部分１７ａを備えさせるようにしていた。本発明はこれに限らず、収容部１７に円筒部分１７ｂのみを備えさせる（傾斜面部分１７ａを備えさせない）構成としてもよい。この場合、円筒部分１７ｂの外径寸法や深さ寸法は、ナックル１のスタッドボルト孔１５にスタッドボルト３の第１ネジ部３１をねじ込む際に発生するシール剤カス５１の発生量に応じて適宜設定されることになる。

また、前記実施形態および前記各変形例では、ナックル１とナックルアーム２とを４本のスタッドボルト３，３，…によって締結する場合を例に挙げて説明したが、スタッドボルト３，３，…の本数は任意に設定可能である。

また、前記実施形態および前記各変形例では、スタッドボルト３の第１ネジ部３１のみにシール剤５を適用した場合について説明したが、スタッドボルト３の第２ネジ部３２にもシール剤５を適用するようにしてもよい。

本発明は、ネジ部にシール剤が予め適用されたスタッドボルトを使用してナックルとナックルアームとを締結する場合におけるナックルのスタッドボルト孔構造に適用可能である。

１ ナックル
１４ 下面、締結面
１５ スタッドボルト孔
１７ 収容部
１７ａ 傾斜面部分
１７ｂ 円筒部分
２ ナックルアーム
３ スタッドボルト
３１ 第１ネジ部（ネジ部）
５ シール剤
５１ シール剤カス

Claims (1)

1. ナックルアームが重ね合わされて締結されるナックルに形成され、シール剤が予め適用されたスタッドボルトのネジ部がねじ込まれるスタッドボルト孔の構造であって、
   前記ナックルにおいて前記ナックルアームが重ね合わされる締結面における前記スタッドボルト孔の開口の周縁部に、該スタッドボルト孔に前記スタッドボルトのネジ部がねじ込まれた際に発生するシール剤カスを収容するように前記締結面から後退する面で構成された環状の収容部が設けられていることを特徴とするスタッドボルト孔構造。

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