WO2021181814A1

WO2021181814A1 - 車両用支持構造体

Info

Publication number: WO2021181814A1
Application number: PCT/JP2020/047586
Authority: WO
Inventors: 泰宏丸山; 晋淀野; 松本　泰明
Original assignee: 日立Astemo株式会社; 株式会社Ｓｕｂａｒｕ; トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2020-12-21
Publication date: 2021-09-16
Also published as: JPWO2021181814A1; US20230150574A1

Abstract

必要な強度を確保しつつ適正な破壊強度を満足する車両用支持構造体（２０）であって、本体部（２２）と、ダンパー取付部（２４）と、タイロッド取付部（２６）と、ロアアーム取付部（２８）とを具備し、ダンパー取付部（２４）とタイロッド取付部（２６）とを繋ぐ第１のリブ（３２）と、タイロッド取付部（２６）とロアアーム取付部（２８）を繋ぐ第２のリブ（３４）と、第１のリブ（３２）と第２のリブ（３４）を繋ぐ第３のリブ（３６）が形成されており、第１のリブ（３２）が、ダンパー取付部（２４）からタイロッド取付部（２６）に向けて漸次高さが低くなるように傾斜することにより、第１の傾斜部（３２ａ）および第１の肉薄部（３２ｂ）を有し、第３のリブ（３６）が、第２のリブ（３４）から第１のリブ（３２）に向けて漸次高さが低くなるように傾斜することにより、第２の傾斜部（３６ａ）および第２の肉薄部（３６ｂ）を有する構成である。

Description

車両用支持構造体

　本発明は、車両に不用意な外力が加わった際に破壊を誘発する構造を有する車両用支持構造体に関する。

　特許文献１（特開２０１４－９１４６９号公報）に示されるように、車両用支持構造体（ステアリングナックル）においては高い剛性を維持するため、ダンパー取付部とタイロッド取付部を繋ぐ第１のリブ、タイロッド取付部とロアアーム取付部を繋ぐ第２のリブ、およびこれらのリブを補強するための第３のリブを形成することにより強度を確保している。

　第１のリブ、第２のリブ、および第３のリブは、所要の幅と高さを有しており、これらのリブは正面視三角形状をなすことから、車両用支持構造体２０の強度を高めている。

特開２０１４－９１４６９号公報

　ところで、例えばステアリングナックルのような車両支持構造体において、車両の前側方および斜め前側方に不用意な外力が加わった場合に、車輪と共にステアリングナックルに前側方向もしくは斜め前方向の力が作用し、車両の後方を向いているタイロッド取付部が車室方向に向いて、タイロッド取付部に連結された部材が車室内に侵入する虞がある。

　本実施の形態では、上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、必要な強度を確保した上に、外部から不用意な力が加わった際には破壊される破壊強度を満足する車両用支持構造体を提供することにある。

　本実施の形態に係る車両用支持構造体は、車輪支持体に取り付けられる本体部と、該本体部の上方に位置しダンパーが取り付けられるダンパー取付部と、車両の前後方向のいずれか一方に前記本体部から延出されタイロッドが取り付けられるタイロッド取付部と、前記本体部の下方に位置しロアアームが取り付けられるロアアーム取付部とを具備し、前記ダンパー取付部と前記タイロッド取付部とを繋ぐ第１のリブと、前記タイロッド取付部と前記ロアアーム取付部を繋ぐ第２のリブと、前記第１のリブと前記第２のリブを繋ぐ第３のリブが形成された車両用支持構造体において、前記第１のリブが、前記ダンパー取付部から前記タイロッド取付部に向けて漸次高さが低くなるように傾斜することにより、第１の傾斜部および該第１の傾斜部の底部となる第１の肉薄部を有し、前記第３のリブが、前記第２のリブから前記第１のリブに向けて漸次高さが低くなるように傾斜することにより、第２の傾斜部および該第２の傾斜部の底部となる第２の肉薄部を有することを特徴とする。

　前記本体部の側面側から見て前記第１の肉薄部と前記第２の肉薄部が重なるように、前記第１の傾斜部と前記第２の傾斜部を形成することができる。
　前記本体部の、前記第１の肉薄部と前記第２の肉薄部の近傍となる側面部に車輪速センサ取付用の貫通孔を形成することができる。

　請求項１によれば、剛性を確保しつつ、車室側に位置するタイロッド取付部が、車両衝突等の際の外部からの衝撃により車両前方側から車室側に押された際に、タイロッドが車室に侵入しない方向にタイロッド取付部が曲がるように破壊されることにより、車室への影響を抑制することができる。
　請求項２によれば、破壊の起点をコントロールすることができるため効率的に破壊強度を満足できる。
　請求項３によれば、前記第１の肉薄部と前記第２の肉薄部の近傍となる側面部に車輪速センサ取付用の貫通孔を形成することで、より容易に破壊起点のコントロールが行える。

図１は、本実施の形態に係る車両用支持構造体の正面図である。図２は、本実施の形態に係る車両用支持構造体の右側面図である。図３は、本実施の形態に係る車両用支持構造体の斜視図である。

　以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
　図１は本実施の形態に係る車両用支持構造体２０の正面図（車両側から見た図面）であり、図２は車両用支持構造体２０の右側面図であり、図３は車両用支持構造体２０の斜視図である。
　本実施の形態に係る車両用支持構造体（ステアリングナックル：以下単にナックルという）２０は、アルミニウム製であり、主として重力鋳造法によって鋳造される。
　図１～３は、右前輪の車輪用のナックル２０を示している。左前輪用のナックルは図１に示すナックル２０と左右対称な形状になる。

　ナックル２０の基本構造、機能そのものは公知であるので、以下簡単に説明する。
　図３に示すように、ナックル２０は、車輪取付部側が底部となる凹状の本体部２２を有する。本体部２２の凹部底面の中央には、車輪の車軸が回転自在に嵌入される軸孔２１が形成されている。軸孔２１の周囲となる本体部２２の底部には、車輪支持体たるホイールハブ（図示せず）のボルトが螺合接合される４個のボルト孔２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが形成されている。

　本体部２２から各種部材が連結される複数の支持アームが延設されている。
　本体部２２の上方に延びる支持アーム２４ａの先端部には、サスペンションにおけるダンパー（図示せず）が連結されるダンパー取付部２４が形成されている。
　本体部２２から車両の前後方向のいずれか一方（図１においては車両の後方側）に延びる支持アーム２６ａの先端部には、ステアリング（図示せず）からの操舵力を伝達するタイロッド（図示せず）が連結されるタイロッド取付部２６が形成されている。

　本体部２２の下方には、サスペンションにおけるコントロールアームであるロアアーム（図示せず）が連結されるロアアーム取付部２８が形成されている。
　本体部２２の、タイロッド取付部２６が位置する反対側となる側面部には、ブレーキキャリパー（図示せず）を取り付けるための取付孔３０ａ、３０ｂが形成されている。

　ダンパー取付部２４とタイロッド取付部２６との間には両者を繋ぐ第１のリブ３２が形成されている。第１のリブ３２は、本体部２２の底面から見て所要の高さを有すると共に、所要の幅を有している。
　タイロッド取付部２６とロアアーム取付部２８との間には両者を繋ぐ第２のリブ３４が形成されている。第２のリブ３４は、本体部２２の底面から見て所要の高さを有すると共に、所要の幅を有している。
　第１のリブ３２よりも第２のリブ３４の方が幅広に形成されている。

　第１のリブ３２と第２のリブ３４との間には両者を橋渡し状に繋ぐ第３のリブ３６が形成されている。第３のリブ３６は、凹状の本体部２２の壁部の一部を構成している。
　これらリブが所要幅を有するように、第１のリブ３２と第２のリブ３４と第３のリブ３６で囲まれる部位には鋳抜きによる凹部３８が形成されている。

　所要高さおよび所要幅を有する第１のリブ３２、第２のリブ３４、第３のリブ３６により、正面視三角形状をなす構造体が形成され、これにより鉄製のナックルに比べて強度の低いアルミニウム製のナックルにおいても、必要な強度（剛性）が確保される。
　なお、４０は、本体部２２の側面部に設けた車輪速センサ取付用の貫通孔である。

　本実施の形態では、第１のリブ３２に、ダンパー取付部２４からタイロッド取付部２６に向けて漸次高さが低くなるように傾斜する第１の傾斜部３２ａが形成され、第１の傾斜部３２ａの底部となる、高さの低い第１の肉薄部３２ｂが形成されている。

　また、第３のリブ３６に、第２のリブ３４から第１のリブ３２に向けて漸次高さが低くなるように傾斜する第２の傾斜部３６ａが形成され、第２の傾斜部３６ａの底部となる第２の肉薄部３６ｂが形成されている。
　したがって、ナックル２０の側面側から見て（図２）、第１の傾斜部３２ａの傾斜面と第２の傾斜部３６ａの傾斜面とがほぼＶ字状に交差する。またナックル２０の側面側から見て、第１の肉薄部３２ｂと第２の肉薄部３６ｂがほぼ重なるように、第１の傾斜部３２ａと第２の傾斜部３６ａが形成されている。
　また、本実施の形態においては、本体部２２の側面部に設けた前記車輪速センサ取付用の貫通孔４０が第１の肉薄部３２ｂと第２の肉薄部３６ｂの近傍となるようにその位置設定がなされている。

　このように、第１のリブ３２および第３のリブ３６は肉薄部を短くすることにより所要の高さのリブが比較的長くなるように確保されている。これにより、第１のリブ３２、第２のリブ３４および第３のリブ３６による三角形の構造体が確保され、通常状態時における必要な強度（剛性）が維持される。

　一方、第１の肉薄部３２ｂと第２の肉薄部３６ｂは、それぞれ第１のリブ３２および第３のリブ３６の折れ曲がりの起点となる。前側方向もしくは斜め前方向からの不用意な外力が加わることにより、ナックル２０に前側方向もしくは斜め前方向からの外力が作用した場合に、第１の肉薄部３２ｂと第２の肉薄部３６ｂがそれぞれ第１のリブ３２と第３のリブ３６の折れ曲がりの起点となって、第１のリブ３２と第３のリブ３６が折れ曲がり、ナックル２０が全体としてダンパー取付部２４とタイロッド取付部２６との間で折れ曲がり、タイロッド取付部２６が車室に侵入する可能性を低減して、車室への影響を抑制できる。
　第１の傾斜部３２ａの長さ、したがって第１の肉薄部３２ｂの位置、および第２の傾斜部３６ａ、したがって第２の肉薄部３６ｂの位置を適宜設定することにより、折れ曲がり（破壊）の起点をコントロールすることができる。

　また、上述のように、本体部２２の側面部に設けた前記車輪速センサ取付用の貫通孔４０が第１の肉薄部３２ｂと第２の肉薄部３６ｂの近傍となるようにその位置設定をした場合には、第１の肉薄部３２ｂおよび第２の肉薄部３６ｂの強度がさらに低くなっているので、外部から不用意な力が加わった際に、当該部位でナックル２０が折れ曲がりやすくなり、車室への影響を更に抑制できる。

Claims

　車輪支持体に取り付けられる本体部と、該本体部の上方に位置しダンパーが取り付けられるダンパー取付部と、車両の前後方向のいずれか一方に前記本体部から延出されタイロッドが取り付けられるタイロッド取付部と、前記本体部の下方に位置しロアアームが取り付けられるロアアーム取付部とを具備し、前記ダンパー取付部と前記タイロッド取付部とを繋ぐ第１のリブと、前記タイロッド取付部と前記ロアアーム取付部を繋ぐ第２のリブと、前記第１のリブと前記第２のリブを繋ぐ第３のリブが形成された車両用支持構造体において、
　前記第１のリブが、前記ダンパー取付部から前記タイロッド取付部に向けて漸次高さが低くなるように傾斜することにより、第１の傾斜部および該第１の傾斜部の底部となる第１の肉薄部を有し、
　前記第３のリブが、前記第２のリブから前記第１のリブに向けて漸次高さが低くなるように傾斜することにより、第２の傾斜部および該第２の傾斜部の底部となる第２の肉薄部を有することを特徴とする車両用支持構造体。
　請求項１記載の車両用支持構造体において、
　前記本体部の側面側から見て前記第１の肉薄部と前記第２の肉薄部が重なるように、前記第１の傾斜部と前記第２の傾斜部が形成されていることを特徴とする車両用支持構造体。
　請求項１または２記載の車両用支持構造体において、
　前記本体部の、前記第１の肉薄部と前記第２の肉薄部の近傍となる側面部に車輪速センサ取付用の貫通孔が形成されていることを特徴とする車両用支持構造体。