CN113573921B - 车辆用转向节 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆用转向节(1)，其具有：主体部(10)，其支承车轴；支柱连接部(11)，其连接支柱；以及臂部(12)，其在内部具有空间(18)，所述臂部将主体部(10)和支柱连接部(11)结合，臂部(12)具有将主体部(10)和支柱连接部(11)结合的侧壁部(120)，并且在与主体部(10)结合的结合部(12a)具有与空间(18)连通的第一贯通孔(17a)，侧壁部(120)不具有与空间(18)连通的贯通孔。

Description

车辆用转向节
技术领域
本发明涉及车辆用转向节，特别涉及能够实现臂部的轻量化和刚度的维持的车辆用转向节。
背景技术
现有技术中，已知有使车辆用转向节轻量化的方法。例如，在专利文献1中公开了如下方法，即：在车辆用转向节中从主体部延伸的臂部的周壁的延伸轴周围的一部分，设置与臂部的内部空间连通的贯通孔。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-100484号公报。
发明内容
发明要解决的问题
但是，在例如专利文献1公开的车辆用转向节那样在臂部的周壁的延伸轴周围的一部分设置了贯通孔的情况下，由于该贯通孔，臂部的延伸轴的绕轴的扭转刚度可能降低。
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能够实现臂部的轻量化和刚度的维持的车辆用转向节。
用于解决问题的方案
本发明的车辆用转向节具有：主体部，其支承车轴；支柱连接部，其连接支柱；以及臂部，其在内部具有空间，所述臂部将所述主体部与所述支柱连接部结合，所述臂部具有将所述主体部与所述支柱连接部结合的侧壁部，并且在与所述主体部结合的结合部具有与所述空间连通的第一贯通孔，所述侧壁部不具有与所述空间连通的贯通孔。
在上述结构中，优选所述臂部在所述结合部具有规定所述第一贯通孔的端面。
在上述结构中，优选所述臂部在与所述支柱连接部结合的结合端部具有与所述空间连通的第二贯通孔。
在上述结构中，优选所述侧壁部具有四个侧壁。
发明效果
根据本发明，能够提供一种能够实现臂部的轻量化和刚度的维持的车辆用转向节。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式涉及的车辆用转向节的一个例子的立体图。
图2是在从另一个方向观察图1的车辆用转向节的情况下的立体图。
图3是图1的车辆用转向节的A-A剖视图。
图4是表示在模拟中使用的、模拟了臂部的结构的概要图。
图5是表示在模拟中使用的、模拟了臂部的结构的概要图。
图6是表示模拟结果的图。
图7是表示模拟结果的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。在各图中对同一结构要素标注了同一标记。由于以下描述的实施方式是本发明的优选的具体例子，所以在技术上加以优选的各种限制，但是只要在以下的说明中没有记载特别限定本发明的意思，则本发明的范围就不限于这些实施方式。
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的车辆用转向节的一个例子的立体图。图2是从另一方向观察图1的车辆用转向节1时的立体图。具体而言，图2是从与图1相反的方向观察图1的车辆用转向节1时的立体图。在图1和图2中示出了由x轴、y轴和z轴形成的三维正交坐标。
如图1和图2所示，本实施方式所涉及的车辆用转向节1例如以具有一体结构的方式一体形成。车辆用转向节1例如由铁或铝等金属构成。车辆用转向节1通过例如铸造来制造。但是，车辆用转向节1也可以通过包含焊接和加工等的其他方法来制造。
本实施方式所涉及的车辆用转向节1具有：主体部10、支柱连接部11、臂部12、横拉杆连接部13、两个制动连接部14、以及下臂连接部15。
主体部10通过支承车轴而悬挂车身。主体部10形成为具有x轴方向的中心轴的圆环形状。主体部10具有用于穿过车轴的车轴孔10a。车轴孔10a具有在x轴方向开口(即，在x轴方向上将主体部10贯通)的形状。主体部10通过在车轴孔10a支承车轴而悬挂车身。
支柱连接部11是将支柱连接在车辆用转向节1的部分。支柱连接部11形成为具有z轴方向的中心轴的圆环形状。在本实施方式中，支柱连接部11相对于主体部10，位于x轴负方向侧且z轴正方向侧。此外，主体部10和支柱连接部11配置成圆环形状的主体部10的中心轴与圆环形状的支柱连接部11的中心轴位于同一xz平面上。但是，主体部10与支柱连接部11的位置关系不限于本实施方式中示出的例子，也可以根据安装在车辆用转向节1的部件的形状等酌情确定。支柱连接部11具有用于穿过支柱(支柱轴)的支柱轴孔11a。支柱轴孔11a具有在z轴方向开口(即，在z轴方向上将支柱连接部11贯通)的形状。支柱例如在将支柱轴插入到支柱轴孔11a的状态下通过夹紧而连接在车辆用转向节1。
臂部12是将主体部10和支柱连接部11结合的部分。为了使车辆用转向节1轻量化，在臂部12的内部具有空间。关于臂部12的结构的详情，在后面描述。
横拉杆连接部13是将横拉杆连接在车辆用转向节1的部分。横拉杆连接部13形成为例如从主体部10的z轴方向中央向y轴方向凸出的部分。在图1和图2所示的例子中，横拉杆连接部13形成为从主体部10向y轴正方向凸出的部分。在横拉杆连接孔13a中，横拉杆连接在车辆用转向节1。
制动连接部14是将制动钳连接在车辆用转向节1的部分。制动连接部14形成为例如从主体部10的z轴方向的端部向y轴方向的与横拉杆连接部13相反一侧凸出的部分。在图1和图2所示的例子中，制动连接部14形成为从主体部10向y轴负方向凸出的部分。在制动连接孔14a中，制动钳连接在车辆用转向节1。
下臂连接部15是将下臂连接在车辆用转向节1的部分。下臂连接部15形成为例如从主体部10的z轴负方向的端部向z轴负方向侧凸出的部分。在下臂连接孔15a中，下臂连接在车辆用转向节1。
车辆用转向节1还可以具有挡泥板连接部。挡泥板连接部是将挡泥板连接在车辆用转向节1的部分。车辆用转向节1例如可以具有多个挡泥板连接部。在车辆用转向节1具有多个挡泥板连接部的情况下，由于挡泥板通过多个部位的挡泥板连接部而安装在车辆用转向节1，所以安装状态更加稳定。例如在圆环形状的主体部10的外周设置多个挡泥板连接部。在形成于挡泥板连接部的挡泥板连接孔中，挡泥板连接在车辆用转向节1。
接下来，参照图1至图3，对臂部12的结构的详情进行说明。图3是图1的车辆用转向节1的A-A剖视图。具体而言，图3是从y轴正方向侧观察在包含圆环形状的主体部10的中心轴和圆环形状的支柱连接部11的中心轴的xz平面上的车辆用转向节1的剖面时的剖视图。
臂部12具有将主体部10与支柱连接部11结合的侧壁部120。侧壁部120不具有贯通孔。臂部12的内部的空间18通过侧壁部120与外部区分。侧壁部120的壁厚可以大致均等。所谓大致均等是指，在制造时产生的制造误差的范围内壁厚是相等的。
在本实施方式中，侧壁部120具有四个侧壁，并具有大致矩形的截面。所谓具有大致矩形的截面是指，不仅包括截面为矩形的情况，也包括截面中的四条边的结合部位具有曲面等的情况。
在本实施方式中，具体而言，臂部12的侧壁部120具有第一侧壁120a、第二侧壁120b、第三侧壁120c、以及第四侧壁120d。第一侧壁120a是覆盖臂部12的y轴正方向侧的面，第二侧壁120b是覆盖臂部12的y轴负方向侧的面。在本实施方式中，由于支柱连接部11相对于主体部10位于x轴负方向侧且z轴正方向侧，所以第一侧壁120a和第二侧壁120b均形成为从x轴正方向且z轴负方向侧向x轴负方向且z轴正方向侧延伸的面。第三侧壁120c是覆盖第一侧壁120a和第二侧壁120b的z轴正方向侧的面，第四侧壁120d是覆盖第一侧壁120a和第二侧壁120b的z轴负方向侧的面。
臂部12在与x轴正方向侧的主体部10结合的结合部12a具有端面12b。端面12b配置成位于圆环形状的主体部10的外周面的z轴正方向侧。在本实施方式中，端面12b以端面12b的z轴正方向侧与z轴负方向侧相比位于x轴负方向侧的方式，相对于yz平面倾斜地设置。但是，端面12b也可以沿着yz平面而设置。利用端面12b来规定第一贯通孔17a。第一贯通孔17a将空间18与外部连通。
臂部12在与x轴负方向侧的支柱连接部11结合的结合部12c具有第二贯通孔17b。第二贯通孔17b将空间18与外部连通。在本实施方式中，臂部12的x轴负方向侧连接在形成支柱连接部11的圆环形状的侧壁的一部分。即，臂部12的x轴负方向侧的结合部12c是由支柱连接部11的侧壁形成的。臂部12在该x轴负方向侧的结合部12c中具有第二贯通孔17b。
像这样，在本实施方式中，臂部12具有：不具有贯通孔的侧壁部120、以及在侧壁部120的x轴正方向侧和x轴负方向侧的结合部12a、12c设置的两个贯通孔(即第一贯通孔17a和第二贯通孔17b)。在臂部12的内部设置有空间18。即，臂部12是中空的。臂部12的内部的空间18通过第一贯通孔17a和第二贯通孔17b与外部连通。
本实施方式所涉及的车辆用转向节1通过像这样在臂部12的内部具有空间18，从而实现轻量化。此外，本实施方式所涉及的车辆用转向节1由于在侧壁部120不具有贯通孔，所以与侧壁部120具有贯通孔的情况相比，刚度难以降低。即，能够维持刚度。
在此，关于臂部12的刚度，对发明人实施的模拟进行说明。本申请的发明人为了确认关于本实施方式所涉及的臂部12的刚度的优越性而进行了模拟。发明人在模拟中针对模拟了车辆用转向节的臂部的两种结构，进行了刚度的比较。
图4和图5是表示在模拟中使用的、模拟了臂部的结构的概要图。在图4和图5中，(A)和(B)是分别从不同角度观察模拟了臂部的结构时的图。
图4是表示参照图1至图3说明的、模拟了本实施方式所涉及的车辆用转向节1的臂部12的结构的概要图。图4所示的结构具有由不具有贯通孔的四个侧壁构成的侧壁部20。在侧壁部20的两端分别设置有贯通孔21a、21b。图4的结构中的侧壁部20相当于上述实施方式中的臂部12的侧壁部120。此外，图4的结构中的贯通孔21a、21b分别相当于上述实施方式中的第一贯通孔17a和第二贯通孔17b。
图5是表示作为比较例使用的、模拟了臂部12的结构的概要图。图5所示的结构与图4相同地具有由四个侧壁构成的侧壁部30，但是与图4不同的是，在一个侧壁设置有贯通孔31。在侧壁部30的一端设置有端面32，在另一端设置有贯通孔33。
另外，在图4和图5所示的结构中，侧壁部20、30的形状及大小相同。
在模拟中，对图4和图5所示的结构，测量了在固定一端侧且向另一端侧施加了以轴O为中心的旋转方向的力矩的情况下的、位于规定位置的点P的位移量和相对于轴O的旋转角。在模拟中固定的部位是侧壁部20、30的四个侧壁之中的一个侧壁的一端侧的规定的范围。在图5所示的结构中，固定了具有贯通孔31的面的一端侧的规定的范围。在图4和图5中，以阴影示出了在模拟中固定的部位。此外，在图4和图5中，以箭头示意地示出了施加的力矩。另外，轴O是侧壁部20、30旋转对称的轴。
图6和图7是表示模拟的结果的图。具体而言，图6是表示点P的位移量的图，图7是表示点P的绕轴O的位移角的图。
在图6中，横轴表示向另一端侧施加的力矩，纵轴表示点P的位移量。由图6可知，在施加了相同的力矩的情况下，与模拟了比较例的臂部的结构(即图5的(A)和(B)所示的结构)相比，模拟了本实施方式的臂部的结构(即图4的(A)和(B)所示的结构)的点P的位移量小。由此，可以说与像比较例那样在一端侧和侧壁部具有贯通孔的结构相比，像本实施方式那样在两端侧具有贯通孔的结构的刚度更高。
在图7中，横轴表示向另一端侧施加的力矩，纵轴表示点P的位移角。由图7可知，在施加了相同力矩的情况下，与模拟了比较例的臂部的结构相比，模拟了本实施方式的臂部的结构的点P的位移角小。由此，也可以说与像比较例那样在一端侧和侧壁部具有贯通孔的结构相比，像本实施方式那样在两端侧具有贯通孔的结构的刚度更高。
像这样，根据本实施方式所涉及的车辆用转向节1，由于在臂部12的内部具有空间18，所以能够实现轻量化，并且由于臂部12的侧壁部120不具有贯通孔，所以与侧壁部120具有贯通孔的情况相比，能够维持刚度、特别是扭转刚度。另外，在上述实施方式中，说明了臂部12的侧壁部120具有四个侧壁，但是侧壁部120也不一定具有四个侧壁。侧壁部120也可以具有例如三个或五个以上的侧壁，还可以形成为圆筒形状。
此外，根据本实施方式所涉及的车辆用转向节1，通过臂部12在侧壁部120的两端具有第一贯通孔17a和第二贯通孔17b，从而在例如将车辆用转向节1浸入涂料来涂装时，能够使臂部12的内部的空间18内的空气向外部排出，能够抑制在空间18内部产生未涂装部分。另外，在车辆用转向节1中，即使在臂部12的两端不具有贯通孔，只要在至少一个部位具有贯通孔，就容易抑制在空间18内部产生未涂装部分。
另外，在上述实施方式中，说明了车辆用转向节1的臂部12在与主体部10结合的结合部12a具有端面12b，但是也不一定设置端面12b。在此情况下，臂部12的主体部10侧的整体作为第一贯通孔17A发挥功能。车辆用转向节1通过在臂部12与主体部10的结合部12a至少具有第一贯通孔17a，从而能够使内部的空间18与外部连通。当臂部12在与主体部10结合的结合部12a具有端面12b的情况下，在制造车辆用转向节1时容易抑制与主体部10结合的结合部12a处的毛刺的产生。
本发明不限于上述各实施方式所特定的结构，在不脱离专利请求的范围所记载的内容的范围内能够进行各种变形。
产业上的可利用性
本发明涉及能够在汽车和其他各种车辆中使用的车辆用转向节。
附图标记说明
1：车辆用转向节
10：主体部
10a：车轴孔
11：支柱连接部
11a：支柱轴孔
12：臂部
12a、12c：结合部
12b、32：端面
13：横拉杆连接部
13a：横拉杆连接孔
14：制动连接部
14a：制动连接孔
15：下臂连接部
15a：下臂连接孔
17a：第一贯通孔
17b：第二贯通孔
18：空间
20、30、120：侧壁部
21a、31、33：贯通孔
120a：第一侧壁
120b：第二侧壁
120c：第三侧壁
120d：第四侧壁

Claims (5)

1.一种车辆用转向节，其具有：
主体部，其支承车轴；
支柱连接部，其连接支柱；以及
臂部，其在内部具有空间，所述臂部将所述主体部与所述支柱连接部结合，
所述臂部具有将所述主体部与所述支柱连接部结合的侧壁部，并且在与所述主体部结合的结合部中，在所述主体部的中心轴方向上的与所述支柱连接部所在的方向相反一侧的位置具有与所述空间连通的第一贯通孔，
所述侧壁部不具有与所述空间连通的贯通孔。
2.根据权利要求1所述的车辆用转向节，其中，
所述臂部在所述结合部具有规定所述第一贯通孔的端面。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用转向节，其中，
所述臂部在与所述支柱连接部结合的结合端部具有与所述空间连通的第二贯通孔。
4.根据权利要求1或2所述的车辆用转向节，其中，
所述侧壁部具有四个侧壁。
5.根据权利要求3所述的车辆用转向节，其中，
所述侧壁部具有四个侧壁。
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