JP6019080B2 - 車両の足回り部材の連結構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車などの車両の足回り部材の連結構造に関する。

自動車では、たとえば車輪の車軸を支持するアクスルハウジングと車体のフレームまたはクロスメンバとを、リンク部材またはアーム部材により連結する。また、アクスルハウジング、リンク部材またはアーム部材と車体との間に、サスペンションといった緩衝部材を介在させる。
これにより、車輪やアクスルハウジングといった足回り部材は、車体に対して可動可能に支持される。
車輪や足回り部材は、操舵や路面の変化に起因して車輪に入力される様々な方向の力により可動する。その結果、車体は安定化する。

また、たとえばアクスルハウジングとリンク部材といった足回り部材の相互の連結には、ボールジョイント部材が用いられる（特許文献１、２）。
ボールジョイント部材は、一般的に、略球形のボールと、ボールに立てて連結される円柱外形のスタッドと、ボールが嵌め合わされる略球形の穴が形成される円柱外形のソケットと、を有する。また、円柱外形のソケットの外周面と、円柱外形のスタッドの外周面とには、その全周にわたってピンチボルトと係合可能な凹溝が形成される。ボールジョイント部材は、円柱外形のソケットまたはスタッドが他の足回り部材の連結穴に挿入され、凹溝が他の足回り部材に取り付けられたピンチボルトと係合することにより、他の足回り部材と連結される。
このようなボールジョイント部材を用いてたとえばアクスルハウジングとリンク部材とを連結することにより、外力の入力によりアクスルハウジングが様々な方向へ可動する際に、アクスルハウジングとリンク部材との間にストレスを生じ難くできる。
なお、このようなボールジョイント部材も足回り部材の一種である。

特開平０６−１１５３３１号公報 特開２０１３−２０８９８６号公報

ところで、自動車などの車両では、車体の軽量化が望まれている。このため、たとえば従来鉄といった重金属材料を用いて鋳造されていたアクスルハウジングといった足回り部材を、たとえばアルミニウムなどの軽金属材料を用いて形成することが考えられる。

しかしながら、アクスルハウジングといった足回り部材を軽金属材料で形成した場合、軽金属材料は重金属材料と比べて柔らかいので、足回り部材としての強度が懸念される。すなわち、車両の足回り部材に対しては、様々な方向から瞬時的に大きな力が入力される場合がある。そして、たとえば軽金属製の柔らかいアクスルハウジングの連結穴に対して、鉄などで形成されたボールジョイント部材のソケットを挿入してこれらを連結した場合、ボールジョイント部材からアクスルハウジングへ向かう入力により、軽金属製のアクスルハウジングが連結穴内において局所的に変形してしまう懸念がある。操舵感や乗り心地に影響を与える懸念がある。

このように自動車などの車両では、車両の足回り部材の連結構造を改善することが望まれている。

本発明に係る車両の足回り部材の連結構造は、車両に用いられる第一足回り部材と第二足回り部材とを連結する構造であって、前記第一足回り部材に設けられる略円柱外形の連結部と、略円柱外形の前記連結部の外周面において全周にわたって形成されるボルト溝と、前記第二足回り部材に形成され、前記連結部を挿入するための略円柱内形の連結穴と、前記第二足回り部材において前記連結穴と交差する向きであって且つ前記連結穴と連通して形成されるピンチボルト用のボルト孔と、前記第二足回り部材において前記ボルト孔を分断するとともに前記連結穴に割りを入れるように形成される部材スリットと、前記第一足回り部材および前記第二足回り部材と別体に形成され、略円柱外形の前記連結部の外周面に被せられる略円筒形状のカラーと、略円筒形状の前記カラーに形成されるボルト逃げ孔と、を有し、前記第一足回り部材と前記第二足回り部材とは、略円筒形状の前記カラーが被せられた状態において前記連結部が略円柱内形の前記連結穴内に配置され、前記ボルト孔に挿入されるピンチボルトは、前記ボルト孔と前記連結穴とによる連通孔と、前記ボルト逃げ孔とを通じて前記カラーの内側へ突出し、前記カラーとともに前記連結穴に挿入されている前記連結部の前記ボルト溝と係合することにより、連結される。

好適には、前記第二足回り部材において前記連結穴の奥側に形成される締付用の逃げ穴、を有し、前記締付用の逃げ穴は、前記連結穴より小径に形成されて、前記連結穴との境界部分にカラー止め用の段差が形成される、とよい。

好適には、略円筒形状の前記カラーに形成され、該略円筒形状による円筒面を軸方向に沿って分断するカラースリット、を有し、前記カラースリットは、前記カラーの前記円筒面において前記ボルト逃げ孔と交差する、とよい。

好適には、前記連結穴に挿入される前の略円筒形状の前記カラーの外形は、前記連結穴より大きく形成される、とよい。

好適には、前記カラーは、前記第二足回り部材の前記連結穴が形成される部分より歪み難い材料で形成される、とよい。

好適には、前記カラーは、前記第一足回り部材の前記連結部と同種の金属材料で形成され、前記第二足回り部材と接触する前記カラーの外周面には、電蝕対策処理が施される、とよい。

本発明では、車両に用いられる第一足回り部材と第二足回り部材とを連結した状態では、略円柱外形の連結部に、略円筒形状のカラーが被さる。そして、このカラーが被せられた連結部が、該カラーとともに、車両に用いられる第二足回り部材の略円柱内形の連結穴に配置される。第二足回り部材では、略円柱内形の連結穴において略円筒形状のカラーが全面的に接触する。
これに対して、仮にたとえば第一足回り部材の略円柱外形の連結部を直接に第二足回り部材の略円柱内形の連結穴に対して挿入する場合、第一足回り部材の略円柱外形の連結部にはその全周にわたってボルト溝が形成されるため、第二足回り部材が他の部材と接触する接触面積が少なくなる。
このように、本発明では、第一足回り部材の略円柱外形の連結部を直接的に第二足回り部材の略円柱内形の連結穴に対して挿入する場合と比べて、第二足回り部材が他の部材と接触する接触面積を増やすことができる。
そして、第二足回り部材の接触面積が増えるため、たとえば車両の走行中に第一足回り部材から第二足回り部材へ向かう力が作用しても、第二足回り部材において力が作用する範囲は、略円筒形状のカラーが接触している面状の範囲に広がる。第二足回り部材に作用する力は分散される。その結果、第二足回り部材に対して局所的に力が作用して、その局所的に力が作用する部分が変形してしまうことを、効果的に抑制できる。
これに対して、仮にたとえば連結穴に対して連結部が直接的に挿入される場合、連結部の外周面は、ボルト溝により分断される。第二足回り部材が他の部材と接触する接触面積は、ボルト溝が形成されていない場合より小さくなる。この場合、第二足回り部材には、その小さい接触面積を通じて力が局所的に入力される。第二足回り部材では、局所的に強い力が入力されることにより、該局所的に強い力が入力される部分において局所的に変形してしまう懸念が生じ得る。

図１は、本発明の実施形態に係る自動車の一例を示す説明図である。 図２は、図１の自動車の左前側の足回り構造の説明図である。 図３は、図２の足回り構造に用いられる一般的なボールジョイント部材の一例を示す説明図である。 図４は、図２のアクスルハウジングについての、ボールジョイント部材との連結部分の拡大図である。 図５は、図２の足回り構造に用いられるカラーの説明図である。 図６は、図２のアクスルハウジングとボールジョイント部材との連結方法の説明図である。 図７は、図２のアクスルハウジングとボールジョイント部材との連結状態の説明図である。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る自動車１の一例を示す説明図である。図１は、自動車１を左側から見た図である。自動車１は、車両の一例である。
図１の自動車１の車体２は、前室３と乗員室４との隔壁（トーボード）から前へ突出する一対のフロントサイドメンバ６、乗員室４と荷室５との隔壁から後へ突出する一対のリアサイドメンバ７、を有する。エンジン、バッテリ、モータといった駆動部品は、たとえば一対のフロントサイドメンバ６の上に取り付けられる。
一対のフロントサイドメンバ６の間には、フロントクロスメンバ８が架け渡される。フロントクロスメンバ８の左右には、前側の一対の車輪１０が配置される。車輪１０は、後述する足回り構造により車体２に支持され、フロントクロスメンバ８に対して上下左右前後方向へ可動可能に取り付けられる。
一対のリアサイドメンバ７の間には、リアクロスメンバ９が架け渡される。リアクロスメンバ９の左右には、後側の一対の車輪１０が配置される。車輪１０は、後述する足回り構造により車体２に支持され、リアクロスメンバ９に対して上下左右前後方向へ可動可能に取り付けられる。
このように、一対の車輪１０および一対の車輪１０といった車輪は、車体２に対して可動可能に取り付けられる。そして、たとえば操舵の際や路面からの入力に応じて車輪１０および車輪１０が上下左右前後方向へ可動する。車体２が安定化する。

図２は、図１の自動車１の左前側の足回り構造の説明図である。図２（Ａ）は、該足回り構造を前から見た図である。図２（Ｂ）は、該足回り構造を下から見た図である。
図２の足回り構造は、自動車１の左前の車輪１０を可動可能に支持する。自動車１の他の車輪、すなわち右前の車輪１０、左後の車輪１０および右後の車輪１０についても、同様の足回り構造により可動可能に支持されている。
図２には、足回り構造を構成する足回り部材として、ハブキャリア１１、アクスルハウジング１２、ロアアーム１３、ロアボールジョイント部材１４、複数のトレーリングリンク１５、複数のアッパボールジョイント部材１６、サスペンション装置１７、が図示されている。車体２に対して可動可能に取り付けられる足回り部材には、この他にもたとえば、ハンドル操作を伝達するためのナックルアームなどがある。

ハブキャリア１１には、車輪１０のホイールが取り付けられる。ハブキャリア１１は、フロントサイドメンバ６から外向きに突出するアクスル軸１８の先端に取り付けられる。ハブキャリア１１は、アクスル軸１８とともに回転する。なお、アクスル軸１８は、屈曲可能とするためのメカニカルジョイントを有する。これにより、アクスル軸１８およびハブキャリア１１は、アクスルハウジング１２とともに上下左右前後方向へ従動可能である。

アクスルハウジング１２は、ハブキャリア１１およびアクスル軸１８を回転可能に支持するハウジングである。アクスルハウジング１２の中央部を貫通する貫通孔にアクスル軸１８が挿入される。アクスルハウジング１２の左右方向外側に、ハブキャリア１１が位置する。

ロアアーム１３および複数のトレーリングリンク１５は、アクスルハウジング１２を車体２に対して上下左右前後方向へ可動可能に支持させるソケット２４材である。
ロアアーム１３は、一般的には鉄などの高剛性の重金属材料を用いて、略Ｙ型に形成される。略Ｙ型による２つの先端部分には、ゴムブッシュ１９が取り付けられる。２つのゴムブッシュ１９を介して該２つの先端部分は、フロントクロスメンバ８の下面に取り付けられる。残りの１つの先端部分は、アクスルハウジング１２の下側に位置する。ロアアーム１３とアクスルハウジング１２とは、ロアボールジョイント部材１４により連結される。

トレーリングリンク１５は、一般的には鉄などの高剛性の重金属材料を用いて、略Ｉ型に形成される。略Ｉ型のトレーリングリンク１５の一端は、フロントクロスメンバ８の上面に回動可能に取り付けられる。他端は、アクスルハウジング１２の上側に位置する。トレーリングリンク１５とアクスルハウジング１２とは、アッパボールジョイント部材１６により連結される。

このように、ロアボールジョイント部材１４およびアッパボールジョイント部材１６といったボールジョイント部材２１を用いてアクスルハウジング１２を他の足回り部材と連結することにより、アクスルハウジング１２が上下左右前後方向へ可動した際に、アクスルハウジング１２の姿勢を立てた状態に維持できる。

サスペンション装置１７は、アクスルハウジング１２や車輪１０の上下左右前後方向への移動を抑制し、吸収する。ここでは、サスペンション装置１７は、ロアアーム１３と車体２の板金との間に取り付けられる。

図３は、図２の足回り構造に用いられる一般的なボールジョイント部材２１の一例を示す説明図である。図３（Ａ）は、ボールジョイント部材２１の側面図である。図３（Ｂ）は、ボールジョイント部材２１の部分断面図である。
図３のボールジョイント部材２１は、ボール２２、スタッド２３、ソケット２４、を有する。

ボール２２は、たとえば鉄などの重金属材料により、略球形状に形成される。
スタッド２３は、たとえば鉄などの重金属材料により、略円柱形状に形成される。スタッド２３は、溶接などにより、略球形状のボール２２に立てて一体化される。
ソケット２４は、たとえば鉄などの重金属材料により、略円柱形状の外形に形成される。略円柱外形のソケット２４の内部には、ボール２２が収まる略球形状のボール穴２５が形成される。ボール穴２５は、略円柱外形のソケット２４の底面に開口を形成する。

そして、ボール２２は、ソケット２４のボール穴２５に収められる。ボール２２の一部はソケット２４の底面の開口から突出する。スタッド２３は、ボール２２についての該突出部分に立設する。ソケット２４のボール穴２５内でボール２２が回転することにより、ソケット２４に対してスタッド２３を傾けることができる。ボール２２がソケット２４内でスムースに動くためには、ボールジョイント部材２１を他の部材と連結する際にソケット２４やスタッド２３に対して外から強い力を加えないことが望ましい。外力によりたとえばソケット２４のボール穴２５が変形すると、ボール穴２５内でボール２２がスムースに回転し難くなる。
このため、一般的なボールジョイント部材２１では、略円柱外形のスタッド２３の外周面に、ピンチボルト４１と係合可能なスタッドボルト溝２６が形成される。スタッドボルト溝２６は、略円柱形状のスタッド２３の外周面に沿って、その全周にわたって形成される。

また、略円柱外形のソケット２４の外周面には、ピンチボルト４１と係合可能なソケットボルト溝２７が形成される。ソケットボルト溝２７は、略円柱形状のソケット２４の外周面に沿って、その全周にわたって形成される。
そして、ボールジョイント部材２１を他の部品と連結する場合、スタッド２３またはソケット２４を他の部材に挿入し、これらスタッドボルト溝２６またはソケットボルト溝２７に対して、他の部品に取り付けられたピンチボルト４１を係合させる。これにより、ボールジョイント部材２１は、他の部品と連結される。また、このような取付方法により、ボールジョイント部材２１のスタッド２３またはソケット２４が直接的に締め付けられない。他の部品に取り付けた後のボールジョイント部材２１においてスタッド２３またはソケット２４が外力により変形し難い。その結果、たとえば取付後においてもソケット２４のボール穴２５の真球度を確保し、ボール穴２５内でボール２２がスムースに回転し得る。

図４は、図２のアクスルハウジング１２についての、ボールジョイント部材２１との連結部分３１の拡大図である。図４（Ａ）は、該連結部分３１を前から見た図である。図４（Ｂ）は、該連結部分３１を下から見た図である。図４（Ｃ）は、該連結部分３１を右から見た図である。
図４のアクスルハウジング１２の連結部分３１は、アクスルハウジング１２の本体から突出した部分である。そして、この突出部分に、連結穴３２、締付用の逃げ穴３３、ハウジングスリット３４、ボルト孔３５が形成される。

連結穴３２は、ボールジョイント部材２１のソケット２４またはスタッド２３を挿入可能な穴である。ここでは、連結穴３２にボールジョイント部材２１のソケット２４が挿入される。連結穴３２は、略円柱外形のソケット２４より一回り大きい略円柱形状の穴である。連結穴３２は、アクスルハウジング１２の底面に開口する。

ボルト孔３５は、ピンチボルト４１が挿入可能な孔である。ボルト孔３５は、アクスルハウジング１２の本体から突出した部分に形成される。ボルト孔３５は、連結穴３２と略直交する略水平な向きで形成される。
そして、図４（Ｃ）に示すように、ボルト孔３５は、アクスルハウジング１２内で、連結穴３２と連通する。これにより、連通孔３６が形成される。ボルト孔３５に挿入されたピンチボルト４１は、連通孔３６を通じてその一部が連結穴３２内へ突出する。

ハウジングスリット３４は、アクスルハウジング１２の突出部分を上下方向に二分するように形成される。ハウジングスリット３４は、ボルト孔３５を二つに分断する。また、連結穴３２の一部を二分する。連結穴３２に割りが入る。ボルト孔３５に挿入されるピンチボルト４１をナットで締めることにより、二分されたアクスルハウジング１２の突出部分を締めることができる。

締付用の逃げ穴３３は、アクスルハウジング１２の底面からみて連結穴３２の奥側となる、連結穴３２の上側に形成される。締付用の逃げ穴３３は、連結穴３２とともに全体として１つの穴を形成する。締付用の逃げ穴３３は、連結穴３２より一回り小さい略円柱形状の穴である。よって、同心状に配置される締付用の逃げ穴３３と連結穴３２との境界部分には、段差３７が形成される。

そして、ボールジョイント部材２１は、たとえばソケット２４をアクスルハウジング１２の連結穴３２に挿入し、アクスルハウジング１２のボルト孔３５にピンチボルト４１を挿入し、ピンチボルト４１とナットとでアクスルハウジング１２の突出部分を締めることにより、アクスルハウジング１２と連結できる。

ところで、自動車１などの車両では、車両の軽量化が望まれている。このため、たとえば従来鉄といった重金属材料を用いて鋳造されていたアクスルハウジング１２といった足回り部材を、たとえばアルミニウム、マグネシウムといった軽金属材料を用いて形成することが考えられる。
しかしながら、アクスルハウジング１２といった足回り部材を軽金属材料で形成した場合、軽金属材料は重金属材料と比べて柔らかいので、足回り部材としての強度が懸念される。すなわち、車両の足回り部材に対しては、操舵の際または路面から様々な方向の力が入力され得る。たとえば、ボールジョイント部材２１からアクスルハウジング１２へ向かう大きい入力により、軽金属製のアクスルハウジング１２が連結穴３２内において局所的に変形する懸念がある。ヤング率が大きい鉄などの重金属と、ヤング率が小さいアルミニウムなどの軽金属とが接触する場合、ヤング率が小さい軽金属の接触面において、面圧強度が不足したり、接触面の剛性が不足したりする。その結果、自動車１の操舵感や乗り心地に影響を与えてしまうという懸念がある。
特に、一般的なボールジョイント部材２１では、ソケット２４やスタッド２３を直接的に締めつけなくても他の部材と連結可能となるように、ソケットボルト溝２７およびスタッドボルト溝２６が全周にわたって形成される。この場合、連結穴３２に挿入されたソケット２４またはスタッド２３と、連結穴３２が形成されるアクスルハウジング１２といった足回り部材との接触面積は、小さくなる。その結果、上述した外力は、小さな接触面を通じて軽合金製のアクスルハウジング１２といった足回り部材に伝わる。足回り部材には、大きな力が非常に限られた接触面から集中して入力される。軽合金製の足回り部材では、局所的な変形が起こりやすい。
そして、このような局所的な力の入力による局所的な変形を抑えるためには、たとえばソケット２４またはスタッド２３を大径化して、軽合金製のアクスルハウジング１２の接触面積を増やすことが考えられる。しかしながら、このように接触面積を確保するためにソケット２４またはスタッド２３を本来的な強度を確保するために必要なサイズ以上に大径化した場合、たとえばアクスルハウジング１２の連結部分３１も大きくし、連結部分３１の剛性も高めなければならない。その結果、アクスルハウジング１２が大型化し、アクスルハウジング１２を軽金属材料で形成することによる車両の軽量化の効果が損なわれてしまう。
このように自動車１などの車両では、車両の足回り部材の連結構造を改善することが望まれている。

図５は、図２の足回り構造に用いられるカラー５１の説明図である。図５（Ａ）は、カラー５１の側面図である。図５（Ｂ）は、カラー５１の下面図である。図５（Ｃ）は、カラー５１の外周部分の拡大図である。
図５のカラー５１は、カラー本体５２、カラースリット５３、ボルト逃げ孔５４、電蝕対策層５５、を有する。カラー５１は、アクスルハウジング１２およびボールジョイント部材２１と別体に形成される。

カラー本体５２は、たとえばアクスルハウジング１２にアルミニウムなどの軽金属材料を用いる場合、該軽金属材料よりヤング率が大きいたとえば鉄といった重金属材料を使用すればよい。ここでは、カラー５１は、ボールジョイント部材２１のソケット２４またはスタッド２３と同種の金属である鉄により、形成されている。これにより、カラー５１は、アクスルハウジング１２の連結部分３１と比べて、歪み難くなる。
カラー本体５２は、略円筒形状に形成される。カラー本体５２は、ボールジョイント部材２１のソケット２４が挿入できる内径に形成すればよい。また、カラー本体５２は、アクスルハウジング１２の連結穴３２に挿入できる外形に形成すればよい。ここでは、図５（Ｂ）に示すように、連結穴３２に挿入される前のカラー本体５２は、アクスルハウジング１２の連結穴３２より若干大径に形成されている。

カラースリット５３は、略円筒形状のカラー本体５２の円筒面を、円筒の軸方向に沿って縦に分断する。これにより、アクスルハウジング１２の連結穴３２より若干大径に形成されるカラー本体５２は、縮むように撓ませることができ、アクスルハウジング１２の連結穴３２に挿入し得る。

また、略円筒形状のカラー本体５２の外周面には、電蝕対策層５５が形成される。電蝕対策層５５は、たとえば成形後のカラー本体５２の外周面に対して、たとえばカチオン塗装処理、ダクロ処理を施すことにより形成できる。これにより、大きいアクスルハウジング１２や製品化されたボールジョイント部材２１のソケット２４などに対して、電蝕対策層５５を形成する必要がない。小さい略円筒形状のカラー本体５２に対して、少ない面積により容易に電蝕対策層５５を形成し得る。

ボルト逃げ孔５４は、カラー本体５２の円筒周面に形成される。ボルト逃げ孔５４は、たとえばアクスルハウジング１２の連通孔３６と同等のサイズに形成すればよい。図５（Ａ）に示すように、ここでは、ボルト逃げ孔５４は、略円筒形状のカラー本体５２の周方向に沿って長い長孔に形成される。これにより、ボルト孔３５に挿入されたピンチボルト４１は、ボルト逃げ孔５４を通じてその一部がカラー本体５２内へ突出できる。

また、略円筒形状のカラー本体５２の周方向に沿って長いボルト逃げ孔５４と、略円筒形状のカラー本体５２を軸方向に沿って縦に分断するカラースリット５３とは、カラー本体５２の円筒面において互いに直交する。カラースリット５３は、横長のボルト逃げ孔５４の中央部分において、略円筒形状のカラー本体５２を軸方向に沿って縦に分断する。

図６は、図２のアクスルハウジング１２とボールジョイント部材２１との連結方法の説明図である。図６（Ａ）は、カラー５１をアクスルハウジング１２に取り付ける工程図である。図６（Ｂ）は、ボールジョイント部材２１をアクスルハウジング１２に取り付ける工程図である。

アクスルハウジング１２とボールジョイント部材２１のソケット２４とを連結する場合、図６（Ａ）に示すように、まず、アクスルハウジング１２の連結穴３２にカラー５１を挿入する。カラー５１は、縮むように撓ませた状態で、アクスルハウジング１２の連結穴３２に挿入できる。これにより、図６（Ｂ）に示すように、カラー本体５２は、アクスルハウジング１２の締付用の逃げ穴３３と連結穴３２とによる段差３７に当たるまで押し込むことができる。また、カラースリット５３がハウジングスリット３４と重なる状態でカラー本体５２を押し込む。
また、カラー５１は、カラー本体５２が連結穴３２に収まる状態で、アクスルハウジング１２の連結穴３２に取付らけれる。また、カラー５１のボルト逃げ孔５４が、アクスルハウジング１２の連通孔３６と重なる。アクスルハウジング１２の底面において、カラースリット５３をハウジングスリット３４と重ねることで、カラー５１のボルト逃げ孔５４をアクスルハウジング１２の連通孔３６と重ねることができる。カラー５１の位置決めが容易である。
また、カラー５１は、しまりばめで連結穴３２に挿入されるので、連結穴３２から脱落し難い。カラー５１をアクスルハウジング１２の連通孔３６に対して低加重で仮固定ができる。
また、鉄製のカラー本体５２と、軽金属性のアクスルハウジング１２との間には、電蝕対策層５５が設けられる。アクスルハウジング１２とボールジョイント部材２１との連結部分３１において電蝕が起き難い。

次に、図６（Ｂ）に示すように、カラー５１が仮固定された連結穴３２に対して、ボールジョイント部材２１のソケット２４を挿入する。ソケット２４は、アクスルハウジング１２の締付用の逃げ穴３３と連結穴３２とによる段差３７に当たるまで押し込むことができる。
これにより、略円柱外形のソケット２４の外周面に形成されたソケットボルト溝２７は、カラー５１のボルト逃げ孔５４と、アクスルハウジング１２の連通孔３６と重なる。

次に、図６（Ｂ）に示すように、アクスルハウジング１２のボルト孔３５にピンチボルト４１を挿入し、ピンチボルト４１をナット４２で締める。これにより、ハウジングスリット３４で二分されたアクスルハウジング１２の突出部分が締め付けられる。締付用の逃げ穴３３が形成されていることにより、アクスルハウジング１２の連結穴３２は、全体的に小径化する。連結穴３２によるアクスルハウジング１２の円筒内面に対してカラー５１の外周面が密着し、かつ、カラー５１の円筒内面に対してボールジョイント部材２１のソケット２４の外周面が密着し得る。略円筒形状のカラー５１は、ソケット２４の外周面に被せられる。
また、ピンチボルト４１がナット４２によりボルト孔３５に挿入された状態に固定される。アクスルハウジング１２に固定されたピンチボルト４１は、アクスルハウジング１２の連通孔３６およびカラー５１のボルト逃げ孔５４を通じて、その一部が連結穴３２内へ突出する。該突出部分は、ボールジョイント部材２１のソケット２４の外周面に形成されたソケットボルト溝２７と係合する。

これにより、ボールジョイント部材２１のソケット２４を締め付けることなく、ボールジョイント部材２１のソケット２４がアクスルハウジング１２の連結穴３２から脱落しないようにできる。

図７は、図２のアクスルハウジング１２とボールジョイント部材２１との連結状態の説明図である。図７には、ボールジョイント部材２１のスタッド２３と連結されるロアアーム１３も図示されている。

図７に示すように、アクスルハウジング１２とロアアーム１３とは、ボールジョイント部材２１により連結される。詳しくは、アクスルハウジング１２は、その連結穴３２に挿入されたボールジョイント部材２１のソケット２４とピンチボルト４１とが係合することにより、ボールジョイント部材２１のソケット２４と連結される。また、ロアアーム１３は、その連結穴３２に挿入されたボールジョイント部材２１のスタッド２３と別のピンチボルト４１とが係合することにより、ボールジョイント部材２１のスタッド２３と連結される。

また、図７では、アクスルハウジング１２の連結穴３２には、ボールジョイント部材２１のソケット２４と重なるように、略円筒形状のカラー本体５２が配置される。略円筒形状のカラー本体５２は、その円筒形状の外周面の全体で、アクスルハウジング１２の連結穴３２による円筒内面と接触し得る。この場合のアクスルハウジング１２の接触面積は、カラー本体５２の外周面Ｓ１の全面となる。カラー本体５２の外周面Ｓ１は、ソケット２４の外周面の全面と略同じ面積である。
これに対して、仮にたとえばカラー５１を用いずに、ボールジョイント部材２１のソケット２４を直接的にアクスルハウジング１２の連結穴３２に挿入した場合、アクスルハウジング１２の接触面積は、ソケット２４の外周面の中の、ソケットボルト溝２７が形成されていない部分Ｓ２，Ｓ３の合計面積となる。

図７の連結状態において、アクスルハウジング１２の連結部分３１に対して、ボールジョイント部材２１から、たとえば図７に点線矢線で示すように左下から右上へ向かう力が作用したとする。
この場合、重金属性のソケット２４は、ソケットボルト溝２７が形成された少ない面積Ｓ２，Ｓ３で、カラー本体５２の内周面に押し付けられる。
そして、カラー本体５２は、ソケット２４と同種の重金属材料を用いて高剛性に形成されている。カラー本体５２は、重金属性のソケット２４から局所的に入力される力で変形し難い。
その結果、カラー５１は、カラー本体５２の外周面による広い面積Ｓ１により、アクスルハウジング１２の連結穴３２による円筒内面に押し付けられる。
このように、ボールジョイント部材２１がカラー本体５２へ伝えた力は、カラー本体５２において分散し、その分散された力がアクスルハウジング１２の連結穴３２による円筒内面に作用する。アクスルハウジング１２の円筒内面において、局所的に大きな力が作用し難くなる。アクスルハウジング１２が局所的に大きく変形することが起き難くなる。

以上のように、本実施形態では、自動車１に用いられるボールジョイント部材２１とアクスルハウジング１２とを連結した状態では、ボールジョイント部材２１の略円柱外形のソケット２４に、略円筒形状のカラー５１が被せられる。そして、このカラー５１が被せられたソケット２４が、該カラー５１とともに、自動車１に用いられるアクスルハウジング１２の略円柱内形の連結穴３２に配置される。アクスルハウジング１２に対しては、略円柱内形の連結穴３２において、略円筒形状のカラー５１が全面的に接触し得る。
これに対して、仮にたとえばボールジョイント部材２１の略円柱外形のソケット２４を直接にアクスルハウジング１２の略円柱内形の連結穴３２に対して挿入する場合、ボールジョイント部材２１の略円柱外形のソケット２４にはその全周にわたってソケットボルト溝２７が形成されるため、アクスルハウジング１２がソケット２４と接触する接触面積が少なくなる。
このように、本実施形態では、ボールジョイント部材２１の略円柱外形のソケット２４を直接的にアクスルハウジング１２の略円柱内形の連結穴３２に対して挿入する場合と比べて、アクスルハウジング１２についての他の部材（ここではカラー５１）と接触する面積を増やすことができる。
そして、アクスルハウジング１２の接触面積が増えるため、たとえば自動車１の走行中にボールジョイント部材２１からアクスルハウジング１２へ向かう力が作用しても、アクスルハウジング１２において力が作用する範囲は、略円筒形状のカラー５１が接触している面状の範囲に広がる。アクスルハウジング１２に作用する力は分散される。アクスルハウジング１２に対して局所的に力が作用して、その局所的な部分が変形してしまうことを効果的に抑制できる。
これに対して、仮にたとえば連結穴３２に対してソケット２４が直接に挿入される場合、ソケット２４の外周面は、ソケットボルト溝２７により分断されている。アクスルハウジング１２が他の部材（ここではソケット２４）と接触する接触面積は、ソケットボルト溝２７が形成されていない場合より小さくなる。この場合、アクスルハウジング１２には、その小さい接触面積を通じて力が局所的に入力される。アクスルハウジング１２は、局所的に強い力が入力されることにより、該局所的な部分が変形してしまう懸念が生じ得る。このような力の集中を緩和するためには、たとえばソケット２４を大径化したりすればよい。ただし、この場合、ソケット２４が大きくなることにより、連結穴３２が形成されるアクスルハウジング１２についても大型化させなければならない。アクスルハウジング１２が大型化することにより、自動車１の足回り部材が重くなる。

本実施形態では、ピンチボルト用のボルト孔３５と連結穴３２とは、アクスルハウジング１２内で連通する。そして、その連通孔３６に対して、カラー５１のボルト逃げ孔５４が重ねられる。ピンチボルト４１は、アクスルハウジング１２のボルト孔３５に挿入されることにより、その一部がカラー５１の内側へ突出でき、カラー５１とともに連結穴３２に配置されているソケット２４のソケットボルト溝２７と係合する。この係合により、連結穴３２に挿入されるボールジョイント部材２１のソケット２４は、連結穴３２から抜け難くなる。
よって、アクスルハウジング１２のボルト孔３５にピンチボルト４１を挿入して締めることにより、ボールジョイント部材２１とアクスルハウジング１２とを連結できる。ボールジョイント部材２１とアクスルハウジング１２との間に略円筒形状のカラー５１を追加して配置するようにしているにもかかわらず、ボールジョイント部材２１とアクスルハウジング１２との連結作業が悪化しない。

本実施形態では、略円筒形状のカラー５１には、該略円筒形状によるカラー本体５２の円筒面を軸方向に沿って分断するカラースリット５３が形成される。
よって、たとえば略円筒形状のカラー本体５２をソケット２４より広げた状態でソケット２４を挿入することにより、ソケット２４に対して略円筒形状のカラー５１を容易に被せることができる。
この他にもたとえば、略円筒形状のカラー５１の外形を、アクスルハウジング１２の連結穴３２より若干大径に形成し、ボールジョイント部材２１のソケット２４を連結穴３２に挿入する前に、連結穴３２内にカラー５１を仮固定することができる。その結果、カラー５１が取り付けられた連結穴３２に対して、アクスルハウジング１２を取り付けることができる。
また、カラースリット５３は、略円筒形状のカラー本体５２の円筒面においてボルト逃げ孔５４と交差している。よって、たとえばカラー５１のカラースリット５３がアクスルハウジング１２のハウジングスリット３４と重なるようにカラー５１の向きを調整することで、アクスルハウジング１２においてボルト孔３５と連結穴３２とが連通している部分（連通孔３６）に対してカラー５１のボルト逃げ孔５４を重ねることができる。外から視認しやすいカラースリット５３とハウジングスリット３４との位置決めにより、アクスルハウジング１２に対してカラー５１を位置決めできる。ボルト孔３５と連結穴３２とが連通している部分に対してカラー５１のボルト逃げ孔５４を容易に重ねることができる。

本実施形態では、アクスルハウジング１２には、連結穴３２の奥側に、締付用の逃げ穴３３が形成される。これにより、ピンチボルト４１を締めることにより、連結穴３２を全体的に締め付けることができる。ハウジングスリット３４が形成された部分のみが締めつけられないようにできる。その結果、ピンチボルト４１により締められたボールジョイント部材２１は、連結穴３２においてカラー５１およびソケット２４の外周全体を締め付けることができる。また、連結穴３２の開口部分のみが締め付けられるのではなく、連結穴３２の奥側についても共に締め付けることができる。連結穴３２を全体的に締めつけて、カラー５１をその全周にわたってハウジングスリット３４と接触させることができる。
また、連結穴３２の奥側に形成される締付用の逃げ穴３３は連結穴３２より小径に形成され、締付用の逃げ穴３３と連結穴３２との境界部分には、カラー止め用の段差３７が形成される。この段差３７にカラー５１が当たるまでカラー５１を連結穴３２に挿入することにより、容易に、アクスルハウジング１２におけるボルト孔３５と連結穴３２との連通部分に対して、カラー５１の逃げ孔を重ねることができる。挿入孔に挿入されるカラー５１は、その外周方向および軸方向において容易に位置決めできる。

本実施形態では、カラー本体５２は、アクスルハウジング１２の連結穴３２が形成される部分より歪み難い材料で形成される。詳しくは、アクスルハウジング１２にアルミニウムなどの軽金属材料を使用し、カラー本体５２には、軽金属材料よりヤング率が大きい鉄という重金属材料を使用している。
これにより、ボールジョイント部材２１を通じてアクスルハウジング１２に対して作用する力は、アクスルハウジング１２に対して作用する前に、歪み難い材料で形成されたカラー本体５２において分散する。アクスルハウジング１２に対しては分散された力が作用し、応力集中が起き難い。

本実施形態では、カラー本体５２がボールジョイント部材２１のソケット２４と同種の金属材料、すなわち鉄で形成され、カラー本体５２の外周面には電蝕対策処理が施されている。
よって、ボールジョイント部材２１のソケット２４とカラー本体５２との間、および、カラー本体５２とアクスルハウジング１２との間において共に、電蝕作用が起き難い。ここでは、アクスルハウジング１２としてアルミニウムなどの軽金属を用いるとともに、ボールジョイント部材２１のソケット２４およびカラー５１に鉄といった重金属材料を用いているが、アクスルハウジング１２とカラー５１との間で電蝕作用が起き難い。

以上の実施形態は、本発明の好適な実施形態の例であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または変更が可能である。

たとえば上記実施形態では、アクスルハウジング１２とロアアーム１３との連結する場合において、アクスルハウジング１２とボールジョイント部材２１のソケット２４との連結に対して、本発明を適用した例である。
この他にもたとえば、本発明は、アクスルハウジング１２に対してボールジョイント部材２１のスタッド２３を連結する場合に適用できる。この場合、カラー５１は、スタッドボルト溝２６が形成されるスタッド２３に被せられる。
さらに他にもたとえば、本発明は、ロアアーム１３やトレーリングリンク１５などに対してボールジョイント部材２１を連結する場合にも適用できる。また、ハンドル操作を伝達するためのナックルアームとアクスルハウジング１２とを連結する場合において、これらとボールジョイント部材２１とを連結する場合にも適用できる。
そして、ボールジョイント部材２１は、ボールジョイント部材２１により互いに連結される２つの足回り部材の中の一方の足回り部材と一体化されてもよい。この場合でも、ボールジョイント部材２１と他方の足回り部材とを連結する際に、本発明を利用することができる。
そして、本発明の足回り部材の連結構造を用いることにより、たとえばボールジョイント部材２１と連結される足回り部材を軽金属材料により形成でき、自動車１の軽量化を図ることができる。

上記実施形態は、本発明を自動車１の足回り部材の連結に適用した例である。
この他にもたとえば、本発明は、航空機、自転車、電車などの車両に適用できる。これらの車両の足回り部材の連結構造に対して本発明を適用することにより、車両の軽量化を図ることができる。

１…自動車（車両）、６…フロントサイドメンバ、８…フロントクロスメンバ、１０…車輪、１２…アクスルハウジング（第二足回り部材）、１３…ロアアーム、１４…ロアボールジョイント部材、１５…トレーリングリンク、１６…アッパボールジョイント部材、２１…ボールジョイント部材（第一足回り部材）、２２…ボール、２３…スタッド（連結部）、２４…ソケット（連結部）、２６…スタッドボルト溝（ボルト溝）、２７…ソケットボルト溝（ボルト溝）、３１…連結部分、３２…連結穴、３３…締付用の逃げ穴、３４…ハウジングスリット（部材スリット）、３５…ボルト孔、３６…連通孔、３７…段差、４１…ピンチボルト、４２…ナット、５１…カラー、５２…カラー本体、５３…カラースリット、５４…ボルト逃げ孔、５５…電蝕対策層。

Claims (6)

1. 車両に用いられる第一足回り部材と第二足回り部材とを連結する構造であって、
   前記第一足回り部材に設けられる略円柱外形の連結部と、
   略円柱外形の前記連結部の外周面において全周にわたって形成されるボルト溝と、
   前記第二足回り部材に形成され、前記連結部を挿入するための略円柱内形の連結穴と、
   前記第二足回り部材において前記連結穴と交差する向きであって且つ前記連結穴と連通して形成されるピンチボルト用のボルト孔と、
   前記第二足回り部材において前記ボルト孔を分断するとともに前記連結穴に割りを入れるように形成される部材スリットと、
   前記第一足回り部材および前記第二足回り部材と別体に形成され、略円柱外形の前記連結部の外周面に被せられる略円筒形状のカラーと、
   略円筒形状の前記カラーに形成されるボルト逃げ孔と、
   を有し、
   前記第一足回り部材と前記第二足回り部材とは、
   略円筒形状の前記カラーが被せられた状態において前記連結部が略円柱内形の前記連結穴内に配置され、
   前記ボルト孔に挿入されるピンチボルトは、前記ボルト孔と前記連結穴とによる連通孔と、前記ボルト逃げ孔とを通じて前記カラーの内側へ突出し、前記カラーとともに前記連結穴に挿入されている前記連結部の前記ボルト溝と係合することにより、
   連結される、
   車両の足回り部材の連結構造。
2. 前記第二足回り部材において前記連結穴の奥側に形成される締付用の逃げ穴、を有し、
   前記締付用の逃げ穴は、前記連結穴より小径に形成されて、前記連結穴との境界部分にカラー止め用の段差が形成される、
   請求項１記載の、車両の足回り部材の連結構造。
3. 略円筒形状の前記カラーに形成され、該略円筒形状による円筒面を軸方向に沿って分断するカラースリット、を有し、
   前記カラースリットは、前記カラーの前記円筒面において前記ボルト逃げ孔と交差する、
   請求項１または２記載の、車両の足回り部材の連結構造。
4. 前記連結穴に挿入される前の略円筒形状の前記カラーの外形は、前記連結穴より大きく形成される、
   請求項３記載の、車両の足回り部材の連結構造。
5. 前記カラーは、前記第二足回り部材の前記連結穴が形成される部分より歪み難い材料で形成される、
   請求項１から４のいずれか一項記載の、車両の足回り部材の連結構造。
6. 前記カラーは、前記第一足回り部材の前記連結部と同種の金属材料で形成され、
   前記第二足回り部材と接触する前記カラーの外周面には、電蝕対策処理が施される、
   請求項１から５のいずれか一項記載の、車両の足回り部材の連結構造。

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