JP2017100484A - 車両用ステアリングナックル - Google Patents

Abstract

【課題】 従来のステアリングナックルと比較して、アーム部の変形および破損がより抑制され、軽量化の程度を高めた車両用ステアリングナックルを提供する。【解決手段】 車軸が装着される本体部と、一端が前記本体部の外周に一体的に接続されているとともに、当該本体部から延伸軸に沿い外方に延びるアーム部と、前記アーム部の他端に接続された、車両構成部材が連結される連結部と、を有する車両用ステアリングナックルを提供する。前記アーム部は、第１部位と、第２部位と、中空部とを有する。前記第１部位は、前記延伸軸周りにおいて一部が開口した開口部を備える周壁を有する。前記第２部位は、前記延伸軸周りにおいて閉じるように形成された周壁を含む。前記延伸軸に交差する断面において、前記第１部位の周壁の前記開口部側の端部は、当該端部と隣接する複数の側部よりも厚さが厚い拡幅部を含む。【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用ステアリングナックル（以下、ステアリングナックル、または単にナックルという場合がある。）に関する。

本体部、中空部、アーム部および連結部を含む従来のステアリングナックルにおいて、ステアリングナックルの剛性を高めるために、中空部を囲む材料の厚さを増加させたり、または、中空部の寸法を減少させたりしている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特許文献１に記載されたステアリングナックルにおいて、アーム部に形成された少なくとも２つの中空部は、円筒状部の各々と連通し、および／または、複数の中空部は、少なくとも一部が円筒状部を貫通して、軸穴と連通する。更に、中空部開口部の方向、中空部開口部近傍の形状、円筒状部の壁厚、および中空アーム部外表面の壁厚は、適宜選択される。

特許文献２に記載されたステアリングナックルにおいて、ナックル本体から上方へ突出するストラット装着アーム部はストラットの一端に接続され、ナックル本体から下方へ突出するロアアーム装着アーム部はロアアーム部の上部にキングピンでともに接続されている。中空部は、自動車本体の外側で、ストラット装着アーム部の表面の長手方向の中間部に、ストラット装着アーム部の延伸方向で開口するように設けられている。

特開２００１−１８７５８３号公報 特開２００１−１１４１２７号公報

しかしながら、かかる構造を有する、上記の特許文献１に記載されたステアリングナックルにおいて、円筒状部の壁厚が比較的厚く、中空部外側アーム部の壁厚も比較的厚い。更に、中空部比率は比較的小さい。厚さが厚く、かつ、中空部比率が小さいことにより、ステアリングナックルの重量が著しく増加する。

また、かかる構造を有する、上記の特許文献２に記載されたステアリングナックルにおいて、ステアリングナックルの剛性は、中空部に沿って両側部分の厚さを厚くすることで得られるが、これは、ステアリングナックルの小型化・軽量化を妨げるものである。

そこで、従来のステアリングナックルと比較して、アーム部の変形および破損がより抑制され、軽量化の程度を高めた車両用ステアリングナックルに提供することが、本発明の典型的な一特徴である。

本発明の一例示的実施形態によれば、車軸が装着される本体部と、
一端が前記本体部の外周に一体的に接続されているとともに、当該本体部から延伸軸に沿い外方に延びるアーム部と、
前記アーム部の他端に一体的に接続された、車両構成部材が連結される連結部と、を有する車両用ステアリングナックルであって、
前記アーム部は、
前記延伸軸に沿う方向において、前記連結部に接続された第１部位と、
前記第１部位と前記本体部との間に介在する第２部位と、
前記第１部位および前記第２部位に連通するように形成された中空部と、を有し、
前記第１部位は、前記延伸軸周りにおいて一部が開口した開口部を備える周壁を有し、
前記第２部位は、前記延伸軸周りにおいて閉じるように形成された周壁を有し、
前記延伸軸に交差する断面において、前記第１部位の周壁の前記開口部側の端部が、当該端部と隣接する複数の側部の厚さよりも大きい幅を有する拡幅部である、車両用ステアリングナックルが提供される。

ステアリングナックルの上記の例示的実施形態において、様々な修正は、単独で、または、ともに、以下の変形例と改変を含んでなすことができる。

（ｉ）前記第２部位の周壁は、前記延伸軸周りにおいて、前記第１部位の開口部とは異なる位置に配置された開口部を有してもよい。
（ｉｉ）前記拡幅部は、前記連結部を通じて前記アーム部へ作用する力の方向に対し、交差するように配置してもよい。
（ｉｉｉ）前記延伸軸に交差する断面において、前記拡幅部は、前記第１部位の開口部の両側に形成されてもよい。
（ｉｖ）前記延伸軸に沿う方向において、前記拡幅部は、前記第２部位に向かって延び、当該第２部位の周壁と一体化してもよい。
（ｖ）前記延伸軸に沿う方向において、前記拡幅部は、前記連結部に向かって延び、当該連結部と一体化してもよい。
（ｖｉ）前記延伸軸に沿う方向において、前記第１部位の中央から前記第２部位または前記連結部に向かって、前記拡幅部の幅は拡大してもよい。
（ｖｉｉ）前記拡幅部の外表面は、前記延伸軸に沿い形成された２以上の面で構成されてもよい。
（ｖｉｉｉ）前記延伸軸に交差する断面において、前記拡幅部は、前記第１部位の周壁の複数の側部と交差して略Ｔ字形状をなしてもよい。

本発明の一例示的実施形態によれば、開口部側に拡幅部を設けることにより、従来のステアリングナックルの技術的課題を解決することができる。軽量化の程度は、中空部の容積および開口部面積を増加させることによって、実現することができる。

より詳細には、第１部位および第２部位と連通するように構成された中空部を設けるとともに、第１部位の周壁に開口部を設けることによって、ステアリングナックルの軽量化を実現できる。更に、作用点である連結部を通じて荷重が作用するアーム部に、延伸軸周りの空間を閉じるように構成された周壁を有し閉構造である第２部位を設けることにより、アーム部の剛性を向上させ、アーム部に荷重が作用した場合のアーム部の変形を抑制することができる。

加えて、連結部に接続された第１部位の周壁の開口部側に形成された端部の表面に発生する応力を、当該端部を拡幅部とすることで低減し、第１部位の強度を高めることができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る車両用ステアリングナックルを示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ平面に沿う断面図である。 図１のＢ−Ｂ矢視図である。 図１のＣ−Ｃ矢視図である。 図１のＤ−Ｄ矢視図である。 図１の部分拡大図である。 本発明を適用することができる懸架装置の概略平面図である。 図１のステアリングナックルおよびその様々な変形例の断面図である。 図８（Ａ）のＥ部拡大図である。 本発明の第２の実施形態に係る車両用ステアリングナックルを示す部分拡大正面図である。 本発明の第３の実施形態に係る車両用ステアリングナックルを示す部分拡大正面図並びにＦ−Ｆ矢視図およびＧ−Ｇ矢視図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明を、添付の図面に関連してより詳細に説明する。図１は、本発明の第１の例示的実施形態に係る車両用ステアリングナックルを示す斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ平面に沿う断面図である。

図１および図２に示すように、車両用ステアリングナックル１は、一体成形され（すなわち、一体的構造を有するように一体的に形成され）、アーム部（例えば、ストラットアーム部）１ａと、タイロッドアーム部１ｂと、ロアアーム部装着アーム部１ｄと、本体部１ｅと、連結部１１ａを備えている。ステアリングナックル１の材料は、鋳鉄、アルミニウム、スチール、またはいかなる類似の材料でもよく、鋳造、溶接、加工いかなる製造方法で製造してもよい。ステアリングナックルの材料およびその製造方法は当業者に周知であるため、詳細には記載しない。

アーム部１ａは、本体部１ｅの外周１ｇと一体的に接続され、延伸軸Ｌ（図２参照）に沿って本体部１ｅから外側に広がる一端を含む。連結部１１ａは、アーム部１ａの他端と一体的に接続されている。連結部１１ａは、車両部品（すなわち、ストラット等）と接続するように構成される。本体部１ｅは、ブレーキアーム部１ｃと、車軸装着孔１ｆを含む。

図２に示すように、アーム部１ａは、ストラット装着孔１１ｂと、延伸軸Ｌに沿う方向で連結部１１ａと一体的に接続された第１部位１１ｃと、第１部位１１ｃと本体部１ｅの間に介在する第２部位１１ｄとを備えている。更に、アーム部１ａは、第１部位１１ｃに最も近接する場所で連結部１１ａの内表面（ストラット装着孔１１ｂの内表面）に配置された上部開口部１１ｉと、第２部位１１ｄに最も近接する場所で本体部１ｅの内表面（車軸装着孔１ｆの内表面）に配置された下部開口部１１ｑと、第１部位１１ｃと第２部位１１ｄとに連通した中空部１１ｊを備えている。

第１部位１１ｃは、延伸軸Ｌの周りで一部（本例では本体部１ｅの側）が開口した開口部１１ｆを含む周壁１１ｇを有する。第２部位１１ｄは、延伸軸Ｌを囲む、閉ざされた（閉構造の）周壁１１ｅを有する。開口部１１ｆは、楕円形状を有してもよいが、他の例示的な形状、例えばΩ形状を有してもよい。

ここで、「第１部位」は、アーム部１ａのうち開口部１１ｆが存在する範囲をいい、「第２部位」は、アーム部１ａのうち開口部１１ｆが存在しない範囲をいう。したがって、開口部１１ｆが延伸軸Ｌの方向に大きくなると、第１部位１１ｃも延伸軸Ｌの方向に大きくなる。また、本実施形態のステアリングナックル１のように、延伸軸Ｌに沿う方向において、第１部位１１ｃと連結部１１ａとの間には、延伸軸Ｌ周りに閉じた周壁１１ｒが介在していてもよい。つまり、第１部位１１ｃは、連結部１１ａに対し一体的に（すなわち、一体からなる、一体的構造を有するように）接続されていてもよいし、本実施形態のように、閉構造の周壁１１ｒなどを介して間接的に接続されていてもよい。

図３は、図１の矢Ｂ−Ｂ上で延伸軸Ｌと交差する断面図を示す。図３で示す断面は「第２部位」の領域であり、延伸軸Ｌ周りにおいて閉じるように形成された周壁１１ｅを有している。

図４は、図１の矢Ｃ−Ｃ上で延伸軸Ｌと交差する断面図を示す。開口部１１ｆ側の第１部位１１ｃの周壁１１ｇの端部は、端部に連結する周壁１１ｇの側部（１１ｋ、厚さｔ１）と比較して幅が拡大した一対の拡幅部（１１ｈ、幅Ｗ）を有する。ここで、拡幅部とは、第１部位１１ｃの周壁１１ｇの開口部１１ｆが設けられている板状の部分をいう。拡幅部１１ｈの幅Ｗは、他の部分である側部１１ｋの厚さｔ１より大きい。なお、側部１１ｋの厚さｔ１が一様でない場合は平均の厚さとする。

更に、拡幅部１１ｈは、延伸軸Ｌに交差する断面において、開口部１１ｆの両側に設けられている。拡幅部１１ｈは、第２の部位１１ｄに向かって延伸軸Ｌに沿う方向で延伸する。拡幅部１１ｈは、第２の部位１１ｄの周壁１１ｅと一体的に形成される。

次に、図５を参照する。図５は、図１の矢Ｄ−Ｄ上の延伸軸Ｌに交差する断面を示す。拡幅部１１ｈは、連結部１１ａに向かって延伸軸Ｌに沿う方向で延伸する。拡幅部１１ｈは、連結部１１ａと一体的に形成される。

図６は、図１の連結部１１ａ、アーム部１ａおよび本体部１ｅを一部の部分拡大斜視図を示す。図６に示すように、開口部１１ｆの楕円形状（例えば、Ω状）の断面は、延伸軸Ｌに沿った様々な位置において、拡幅部１１ｈの幅Ｗが変化している。拡幅部１１ｈは開口部１１ｆを挟んで図５の左側（図１においてはＹ（−）側）と図６の右側（図１においてはＹ（＋）側）と対をなし、この例示的実施形態においては互いに非対称の形状であるが、いずれの側においても、拡幅部１１ｈの幅Ｗは、延伸軸Ｌに沿って第１部位１１ｃの略中央から第２部位１１ｄに向かって大きくなり、また、延伸軸Ｌに沿って第１部位１１ｃの略中央から連結部１１ａに向かって大きくなる。

（Ｗ１）
以下、図６の左側の拡幅部１１ｈにおける幅Ｗの詳細を説明する（図６の右側の拡幅部１１ｈの幅Ｗについても同様である。）。ステアリングナックルの上記の例示的実施形態において拡幅部１１ｈの第１の幅Ｗ１は、開口部１１ｆの端部がアーム部１ａの外表面をなす拡幅部１１ｈの遠位縁に最も近接する場所で測定される幅と定義する。ここで、開口部１１ｆの連結部１１ａ側の端部の延伸軸Ｌ方向の位置をＯ、開口部１１ｆの第２部位１１ｄ側の端部の延伸軸Ｌ方向の位置をＨＬとするとき、上記の例示的実施形態においては、第１の幅Ｗ１の位置Ｈ３はＯとＨＬとの略中央となった。

（Ｗ２）
次に、拡幅部１１ｈの第２の幅Ｗ２は、上記位置Ｈ３と位置Ｏとの中間位置Ｈ２から位置Ｏまでの拡幅部１１ｈの領域であって幅Ｗ１に平行な任意の位置Ｈ１で測定される幅と定義する。また、位置Ｏにおける拡幅部１１ｈの幅をＷＢ、位置Ｈ２における拡幅部１１ｈの幅をＷ（２−１）としたとき、Ｗ１≦Ｗ（２−１）≦Ｗ２≦ＷＢであり、好ましくは、第２の幅Ｗ２は、第１の幅Ｗ１より大きい（Ｗ１＜Ｗ２）。

（Ｗ３）
また、拡幅部１１ｈの第３の幅Ｗ３は、上記位置Ｈ３とＨＬとの中間位置Ｈ４から位置ＨＬまでの拡幅部１１ｈの領域であって幅Ｗ１に平行な任意の場所で測定される幅と定義する。位置Ｈ４における拡幅部１１ｈの幅をＷ（３−１）としたとき、Ｗ１≦Ｗ（３−１）≦Ｗ３であり、好ましくは、第３の幅Ｗ３は、第１の幅Ｗ１より大きい（Ｗ１＜Ｗ３）。この関係は図６の右側の拡幅部１１ｈについても同様である。

なお、上記の第１の例示的実施形態のアーム部１ａは延伸軸Ｌに沿って湾曲している。このような形態におけるＯ、Ｈ１〜Ｈ４、およびＨＬは、延伸軸Ｌに向かって垂直にアーム部１ａを見たときの開口部１１ｆの面積が最大になる向きから見たときの位置と定義する。

図７を参照する。車両用ステアリングナックル１は、ストラット８１と、タイロッド８２と、ロアアーム部８３を含む自動車の懸架装置に装着してもよく、自動車のタイヤ８４に隣接して配置される。拡幅部（１１ｈ、幅Ｗ）は、連結部１１ａを介して、アーム部１ａに作用する力Ｆ１の方向と交差するように配置される。ここで、図１も参照して説明すると、車両本体の高さ方向（Ｘ方向）は、車軸中心を基準にして上方（＋）と下方（−）として定義される。車両本体の長手方向（Ｙ方向）は、車軸中心を基準にして前方（＋）と後方（−）として定義される。

次に、図４の断面形状について、図８（Ａ）および図９を参照して説明する。

図８（Ａ）に示すように、断面は、第１部位１１ｃの周壁１１ｇによって形成された中空部１１ｊの周りを囲む、略変形Ｕ字形状を有する。周壁１１ｇは、拡幅部１１ｈと、一対（複数）の側部１１ｋと、奥部１１ｐを含む。複数（本形態の場合には、２辺）の側部１１ｋは、各々奥部１１ｐの各端部に連結して互いに向き合うように形成される。奥部１１ｐと複数の側部１１ｋは、一体的に形成され、内外角部のフィレット（すなわち、実質的に傾斜した、テーパ形状の、または曲線状の角部、いわゆるＣ部またはＲ部）で接続される。複数の側部１１ｋは、Ｕ字形状の谷から傾斜し（すなわち、谷に沿って延びる線に対して傾斜し）、複数の側部１１ｋは実質的に厚さｔ１を有する。奥部１１ｐは、実質的に厚さｔ１を有する。奥部１１ｐと複数の側部１１ｋの厚さｔ１は、均一な厚さでもよい。また、奥部１１ｐと複数の側部１１ｋの厚さｔ１は、不均一でもよく、機械的応力条件に基づいて変更してもよい。拡幅部１１ｈは、複数の側部１１ｋの各端部に形成され、実質的に幅Ｗを有する。

図９は、図８（Ａ）のＥ部拡大図である。図９に示すように、拡幅部１１ｈは、側部１１ｋの端部においてフィレットで一体的に接続される。フィレットの寸法は、ステアリングナックル１の機械的強度を高めるように設定される。拡幅部１１ｈおよび側部１１ｋは、実質的にＴ字状の断面を有する。しかしながら、他の断面形状とすることも可能である。拡幅部１１ｈの外表面１１ｈ１は、側部１１ｋから間隔をおいて配置され、拡幅部で最も厚い部分から傾斜して、拡幅部１１ｈの中心に実質的に配置された曲線部１１ｏで互いに接触する複数の表面（１１ｍ，１１ｎ）を有する。拡幅部１１ｈの複数の角部は丸くされる（例えば、傾斜、円弧状、楕円形状とされる）。

［第１の実施形態の作用・効果］
第１の実施の形態によれば、以下の作用・効果を奏することができる。

ステアリングナックル１の実施形態によれば、第１部位１１ｃの周壁１１ｇの開口部側に形成された端部１１ｈの表面に発生する応力は、端部１１ｈを拡幅部とすることにより低減することができ、それによって第１部位の強度を高めることができる。

更に、第１部位１１ｃおよび第２部位１１ｄと連通するように中空部１１ｊを構成し、第１部位１１ｃを囲む周壁１１ｇに開口部１１ｆを設けることで、軽量化を実現することができる。

更に、作用点である連結部１１ａを介して荷重が作用するアーム部１ａに第１部位１１ｃを設けることにより、アーム部の剛性を向上させることができる。

第２部位１１ｄを延伸軸Ｌ周りの空間を閉じるように構成された周壁１１ｅを有し閉構造とすることにより、アーム部１ａの剛性を向上させることもできる。アーム部１ａの上記の構成により、アーム部１ａに荷重が作用するときのアーム部１ａの変形を抑制することができる。

また、開口部１１ｆの両側に拡幅部１１ｈを設けることにより、ステアリングナックル１の機械的強度を高めることができる。ステアリングナックル１の機械的強度は、拡幅部１１ｈを第２部位１１ｄの周壁１１ｅと一体的に形成することによって、更に高めることができる。拡幅部１１ｈを連結部１１ａと一体にすることにより、ステアリングナックル１の機械的強度を、更に高めることもできる。

ステアリングナックル１の上記実施形態によれば、第１部位１１ｃの中心から第２部位１１ｄに向かって、または、連結部１１ａに向かって、延伸軸Ｌに沿って拡幅部１１ｈの幅Ｗを大きくすることによって（すなわち、Ｗ１＜Ｗ２、Ｗ１＜Ｗ３）、捩じり応力を低減することができる。

［図８（Ａ）の断面の変形例］
図８（Ｂ）〜図８（Ｅ）の断面の変形例は、図７に示す荷重Ｆ１およびＦ２を担持するのに必要な機械的強度を提供し、重量効率および費用対効果を変更した構造を提供するために、図８（Ａ）の断面形状を変更した変形例を示す断面図である。

一般に、側部の端部１１ｈにおける応力集中を抑制し、更に軽量化し、および／または、ステアリングナックル１の機械的強度を高めるために、拡幅部１１ｈの断面の表面形状を、図８（Ｂ）〜図８（Ｅ）に示すように、変更することができる。

図８（Ｂ）は断面形状を変更した変形例による図４の断面を示す。図８（Ｂ）に示すように、断面は、第１部位１２ｃの周壁１２ｇから形成された中空部１１ｊを囲む実質的に変更されたＶ字形状を有する。周壁１２ｇは、Ｖ字形状の頂点で結合する一対（複数）の側部１２ｋと、一対（複数）の拡幅部１２ｈを含む。側部１２ｋは、一体的に形成され、複数の側部１２ｋの間の頂点の周りに設けられた内外角部の頂点（すなわち、実質的に傾斜した、テーパ形状の、または曲線状の角部）でフィレットに接続される。複数の側部１２ｋはＶ字形状の谷から傾斜し、厚さｔ１を実質的に有する。複数の拡幅部１２ｈは、複数の側部１２ｋの各端部に形成され、実質的に幅Ｗを有する。

図８（Ｂ）の実質的に変更されたＶ字形状は、ステアリングナックル１を更に改善することができ、図８（Ａ）の例示的実施態様と類似の有利な効果を有することができる。

図８（Ｃ）は断面形状を変更した変形例による図４の断面を示す。図８（Ｃ）に示すように、断面は、第１部位１３ｃの周壁１３ｇから形成された中空部１１ｊを囲む実質的に変更された弧形状（例えば、略半円形状）を有する。周壁１３ｇは、一対の側部１３ｋと、奥部１３ｐと、一対（複数）の拡幅部１３ｈを含む。複数の拡幅部１３ｈと一対の側部１３ｋは、一体的に形成される。複数の拡幅部１３ｈは、複数の側部１３ｋの各端部に形成され、実質的に幅Ｗを有する。複数の拡幅部１３ｈは、開口部１１ｆから車両本体の高さ方向（Ｘ方向）の上方（＋）に向かって、離れるように角度がついている。複数の拡幅部１３ｈの幅Ｗの半分以上が側部１３ｋの外表面側になるように、複数の拡幅部１３ｈは配置される。複数の側部１３ｋおよび奥部１３ｐは、複数の拡幅部１３ｈの間で弧状に連続した曲線を形成する。複数の側部１３ｋおよび奥部１３ｐは、厚さｔ１を実質的に有する。

図８（Ｃ）の実質的に変更された弧状は、ステアリングナックル１を更に改善することができ、図８（Ａ）の例示的実施態様と類似の有利な効果を有することができる。

図８（Ｄ）は断面形状を変更した変形例による図４の断面を示す。図８（Ｄ）に示すように、断面は、断面は、図８（Ａ）のＵ字形状と類似の実質的に変更されたＵ字形状を有する。したがって、相違点のみを述べる。一対（複数）の側部１４ｋの厚さは奥部１４ｐから複数の拡幅部１４ｈに向かって徐々に大きくなる。複数の側部１４ｋが拡幅部１４ｈに接続する位置で、複数の側部１４ｋの外表面側のフィレットの半径は、側部１４ｋの内表面側のフィレットの半径よりも大きくてもよい。複数の拡幅部１４ｈの幅Ｗの半分以上が側部１４ｋの外表面側に配置されるように、複数の拡幅部１４ｈが配置される。

図８（Ｄ）の実質的に変更されたＵ字形状は、第１部位１４ｃの周壁１４ｇの開口部側に形成される複数の拡幅部１４ｈの表面に発生する応力を更に改善することができる。応力は、複数の拡幅部１４ｈと複数の側部１４ｋの間に、厚さが徐々に大きくなる連結部を設けることで低減でき、それにより第１部位の強度を高めることができる。

図８（Ｅ）は断面形状を変更した変形例による図４の断面を示す。図８（Ｅ）に示すように、断面は、第１部位１５ｃの周壁１５ｇの一対（複数）の側部１５ｋを有する。一対（複数）の拡幅部１１ｈは、複数の側部１５ｋの第１端部（図８（Ｅ）において下方の端部）に形成され、第１端部で複数の側部１５ｋの間に開口部１１ｆが配置される。他端の複数の拡幅部１５ｈは、複数の側部１５ｋの第２端部（図８（Ｅ）において上方の端部）に形成され、第２端部で複数の側部１５ｋの間に開口部１５ｆが配置される。開口部１１ｆと開口部１５ｆは、互いに連通し、貫通孔を形成する。複数の側部１５ｋは、車両本体の高さ方向（すなわち、Ｘ軸）と平行である。複数の拡幅部１５ｈは、側部１５ｋの外表面では突出し、側部１５ｋの内面とは共平面になる。複数の拡幅部１５ｈは、複数の側部１５ｋの第１端部でフィレットと一体的に接続される。

図８（Ｅ）の実質的に変更された形状は、ステアリングナックル１を更に改善することができ、図８（Ａ）の例示的実施態様と類似の有利な効果を有することができる。

図８（Ｆ）は断面形状を変更した変形例による図４の断面を示す。図８（Ｆ）に示すように、断面は、実質的にＵ字形状を有し、第１部位１６ｃの周壁１６ｇから形成された中空部１１ｊを囲むものである。周壁１６ｇは、奥部１６ｐと、奥部１６ｐの複数の端部に隣接した一対（複数）の側部１６ｋと、一対（複数）の拡幅部１６ｈを含む。複数の側部１６ｋは、開口部１６ｆを囲み、車両本体の幅方向（すなわち、Ｙ軸）と平行である。奥部１６ｐは、車両本体の高さ方向（すなわち、Ｘ軸）と平行である。奥部１６ｐと複数の側部１６ｋは、一体的に形成されて、内外角部のフィレット（すなわち、丸い角部）と接続される。奥部１６ｐと複数の側部１６ｋは、実質的に厚さｔ１を有する。複数の拡幅部１６ｈは、複数の側部１６ｋの各端部に形成され、実質的に幅Ｗを有する。

図８（Ｆ）のＵ字形状は、ステアリングナックル１を更に改善することができ、図８Ａの例示的実施態様と類似の有利な効果を有することができる。

ステアリングナックル１の上記の変形例によれば、第１部位の強度を高めることができ、軽量化でき、剛性を高めることができ、アーム部１ａに荷重が作用するときにアーム部１ａの変形を抑制することができ、機械的強度を高めることができ、捩じり応力を減らすことができる。

なお、ステアリングナックルの軽量化および強度の観点から、開口部面積率は、１０〜８０％が好ましい。１０％未満であると充分に軽量化されたステアリングナックルを得ることが難しい。一方で、開口部面積率が８０％を超えると充分な応力低減効果を発揮させることが困難である。開口部面積率は、より好ましくは１０〜６０％である。更に好ましくは１５〜６０％であり、より更に好ましくは２０〜６０％である。ここで、上記「開口部面積率」は次のようにして求めた。すなわち、アーム部１ａを開口部１１ｆの面積が最大となる向きから延伸軸Ｌに向かって垂直に見たとき、延伸軸Ｌに直交しかつ連結部１１ａに接する線と、延伸軸Ｌに直交しかつ本体部１ｅに接する線と、アーム部１ａの側部１１ｋの厚さの中央を開口部１１ｆを有する側の周壁１１ｇの外表面に投影した線とに囲繞された領域の面積で、開口部１１ｆの面積を除した値を「開口部面積率」とした。

更に、開口部１１ｆの形状は矩形よりも丸みを帯びた形状が好ましく、より好ましくは円形よりも長円、更に好ましくは楕円形であり、開口部１１ｆは、延伸軸Ｌに沿う方向の長さが延伸軸Ｌに直交する方向の長さの１．２〜３倍の楕円形状を有するのが特に好ましい。

なお、実際の車両用ステアリングナックルへの適用にあたっては、例えば図１などに示した第１の例示的実施形態のアーム部１ａは延伸軸Ｌに沿って湾曲している。このような形態における開口部１１ｆの形状は、延伸軸Ｌに向かって垂直にアーム部１ａを見たときの開口部１１ｆの面積が最大になる向きから見たときの形状とする。

また、製造上またはその他の制約のため、開口部１１ｆの形状を単純な楕円形にできないことがある。特に開口部１１ｆの連結部１１ａ側の部分については、中空部１１ｊの形成のし易さや軽量化に有利となる略矩形であってもよい。また、開口部１１ｆの第２部位１１ｄ側の部分は略放物線形状であってもよい。

＜第２実施形態＞
本発明の第２の具体的実施形態について、当該形態の連結部１１ａおよびアーム部２ａの部分拡大平面図である図１０を参照しつつ説明する。なお、図１０では、上記第１実施形態と同一の構成要素については同一符号を付しており、当該構成要素については詳細な説明を省略する（次に説明する第３実施形態でも同様）。

図１０に示すように、第２実施形態のステアリングナックル２は、第１実施形態のステアリングナックル１と基本的に同一の構成であるが、第１部位２１ｃは、連結部１１ａと、連結部１１ａと一体となるよう、連結部１１ａに直接的に接続されている点で相違している。すなわち、第２実施形態の第１部位２１ｃに形成された開口部２１ｆは、その連結部１１ａ側の開いた端が、連結部１１ａに接触するように形成されている。なお、本実施形態の場合でも、延伸軸Ｌに沿う方向の拡幅部１１ｈの幅の関係は上記第１実施形態の場合と同様であり、図１０に示すように、Ｗ１＜Ｗ２またはＷ１＜Ｗ３であることが望ましい。

＜第３実施形態＞
本発明の第３の具体的実施形態について、当該形態の連結部１１ａおよびアーム部３ａの部分拡大平面図である図１１（Ａ）、図１１（Ａ）のＦ−Ｆ断面図である図１１（Ｂ）、図１１（Ａ）のＧ−Ｇ断面図である図１１（Ｃ）を参照しつつ説明する。なお、図１１（Ｂ）は、既に説明した図８（Ａ）と同一図面である。

図１１に示すように、第２実施形態のステアリングナックル３は、第１実施形態のステアリングナックル１と基本的に同一の構成であるが、第２部位３１ｄの周壁３１ｅは、延伸軸Ｌ周りにおいて、第１部位１１ｃの開口部１１ｆとは異なる位置に配置された開口部３１ｆを有する点で相違している（特に、図１１（Ｃ）を参照）。かかるステアリングナックル３によれば、第２部位３１ｄに開口部３１ｆを設けることにより、より軽量化が図れるとともに、第１部位１１ｃよりも下方に存在する第２部位３１ｄに開口部３１ｆを設けるので、中空部１１ｊに侵入した水分やダストその他異物を当該開口部３１ｆから除去できるなど、より好ましい効果を奏することができる。

本発明が、完全かつ明瞭な開示のために、特定の実施例に関して記載されているとしても、添付の請求の範囲はそれに限定されず、本願明細書の基本的な教示の範囲内で当業者が実施しうるすべての変形例および改良を含むものとして解釈される。
更に、出願人の意図は、すべての請求の範囲の要素の均等物を含み、本願のいかなる請求の範囲の補正も、補正された請求の範囲のいかなる要素または特徴の均等物に対する利益または権利の放棄として解釈されてはならない。

１（２，３） 車両用ステアリングナックル
１ａ（２ａ，３ａ） アーム部
１ｂ タイロッドアーム部
１ｃ ブレーキアーム部
１ｄ ロアアーム部装着アーム部
１ｅ 本体部
１ｆ 車軸装着孔
１ｇ 外周
１１ａ 連結部
１１ｂ ストラット装着孔
１１ｃ（２１ｃ） 第１部位
１１ｄ 第２部位
１１ｅ 周壁
１１ｆ（２１ｆ） 開口部
１１ｇ 周壁
１１ｈ 拡幅部（側部の端部）
１１ｈ１ 外表面
１１ｉ 上部開口部
１１ｊ 中空部
１１ｋ 側部
１１ｍ，１１ｎ 表面
１１ｏ 曲線部
１１ｐ 奥部
１１ｑ 下部開口部
１１ｒ 周壁
１２ｃ 第１部位
１２ｇ 周壁
１２ｈ 拡幅部
１２ｋ 側部
１３ｃ 第１部位
１３ｇ 周壁
１３ｈ 拡幅部
１３ｋ 側部
１３ｐ 奥部
１４ｃ 第１部位
１４ｇ 周壁
１４ｈ 拡幅部
１４ｋ 側部
１４ｐ 奥部
１５ｃ 第１部位
１５ｆ 開口部
１５ｇ 周壁
１５ｈ 拡幅部
１５ｋ 側部
１６ｃ 第１部位
１６ｆ 開口部
１６ｇ 周壁
１６ｈ 拡幅部
１６ｋ 側部
１６ｐ 奥部
３１ｄ 第２部位
３１ｅ 周壁
３１ｆ 開口部
３１ｐ 奥部
８１ ストラット
８２ タイロッド
８３ ロアアーム部
８４ タイヤ

Claims (10)

1. 車軸が装着される本体部と、
   一端が前記本体部の外周に一体的に接続されているとともに、当該本体部から延伸軸に沿い外方に延びるアーム部と、
   前記アーム部の他端に一体的に接続された、車両構成部材が連結される連結部と、を有する車両用ステアリングナックルであって、
   前記アーム部は、
   前記延伸軸に沿う方向において、前記連結部に接続された第１部位と、
   前記第１部位と前記本体部との間に介在する第２部位と、
   前記第１部位および前記第２部位に連通するように形成された中空部と、を有し、
   前記第１部位は、前記延伸軸周りにおいて一部が開口した開口部を備える周壁を有し、
   前記第２部位は、前記延伸軸周りにおいて閉じるように形成された周壁を有し、
   前記延伸軸に交差する断面において、前記第１部位の周壁の前記開口部側の端部が、当該端部と隣接する複数の側部の厚さよりも大きい幅を有する拡幅部である、車両用ステアリングナックル。
2. 前記第２部位の周壁は、前記延伸軸周りにおいて、前記第１部位の開口部とは異なる位置に配置された開口部を有する請求項１に記載の車両用ステアリングナックル。
3. 前記拡幅部は、前記連結部を通じて前記アーム部へ作用する力の方向に対し、交差するように配置されている請求項１又は請求項２に記載の車両用ステアリングナックル。
4. 前記延伸軸に交差する断面において、前記拡幅部は、前記第１部位の開口部の両側に形成されている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両用ステアリングナックル。
5. 前記延伸軸に沿う方向において、前記拡幅部は、前記第２部位に向かって延び、当該第２部位の周壁と一体化している、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車両用ステアリングナックル。
6. 前記延伸軸に沿う方向において、前記拡幅部は、前記連結部に向かって延び、当該連結部と一体化している、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車両用ステアリングナックル。
7. 前記延伸軸に沿う方向において、前記第１部位の中央から前記第２部位または前記連結部に向かって、前記拡幅部の幅は拡大している請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の車両用ステアリングナックル。
8. 前記拡幅部の外表面は、前記延伸軸に沿い形成された２以上の面で構成されている請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の車両用ステアリングナックル。
9. 前記第１部位の開口部は、前記延伸軸に沿う方向の長さが前記延伸軸に直交する方向の長さの１．２〜３倍の楕円形状を有する、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の車両用ステアリングナックル。
10. 前記第１部位の開口部の面積は、アーム部の開口部側の面積の１０〜８０％を占める、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の車両用ステアリングナックル。

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