JP2011131801A - Bell crank arm structure - Google Patents
Bell crank arm structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011131801A JP2011131801A JP2009294417A JP2009294417A JP2011131801A JP 2011131801 A JP2011131801 A JP 2011131801A JP 2009294417 A JP2009294417 A JP 2009294417A JP 2009294417 A JP2009294417 A JP 2009294417A JP 2011131801 A JP2011131801 A JP 2011131801A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arm
- crank arm
- vehicle
- steering
- shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
Abstract
Description
本発明は、車両の車輪にステアリングの操舵力を伝達するリンク機構に関する。 The present invention relates to a link mechanism that transmits steering force to a vehicle wheel.
車両の操舵機構は運転席に配置されたステアリングホイールの操舵をリンク機構によって車輪に伝達し、車両を運転者の操作によって任意の方向へ動かすようになっている。
ところが、車両装備の増加に伴う車両重量の増加、更には曲がり角が狭い場合には、車両が停止した状態でステアリングホイールを最大限に操作する所謂、据切り操作の場合があり、ステアリングホイールの操舵力を大きくする必要が生じてきた。ステアリングホイールの操舵力はパワーステアリングの補助力を大きくしてドライバーの負担を軽減することが可能である。
しかし、ステアリングのリンク機構には車輪を操舵する操舵力に対し、車輪と路面との摩擦抵抗による反力が作用してくる。その反力をリンク機構の剛性によって車輪の操舵を維持している。
A steering mechanism of a vehicle transmits steering of a steering wheel disposed in a driver's seat to wheels by a link mechanism, and moves the vehicle in an arbitrary direction by a driver's operation.
However, when the vehicle weight increases with the increase in vehicle equipment, and the turning angle is narrow, there is a so-called stationary operation in which the steering wheel is operated to the maximum when the vehicle is stopped. The need to increase power has arisen. The steering force of the steering wheel can reduce the burden on the driver by increasing the assist force of the power steering.
However, a reaction force due to frictional resistance between the wheel and the road surface acts on the steering link mechanism against the steering force for steering the wheel. The steering of the wheel is maintained by the reaction force by the rigidity of the link mechanism.
特に、リンク機構の中間部には、図4(A)に示すように、車両の前後方向の揺動を、左右方向の揺動に変換するベルクランク110(図1の符号3に相当)が配置されている。ベルクランク110にはステアリングホイール側からの操舵力を受入れる入力側クランクアーム111と、アームシャフト113を介して車輪側を操舵する出力側クランクアーム112にリレーロッド114が連結されている。リレーロッド114の両端部にタイロッドが連結され車輪を操舵するナックル、ナックルの先に車輪が配置されている。操舵される車輪側からの反力により、ベルクランク110に捩り力及び曲げ力が発生し、ベルクランク110のアームシャフト113及び、アームシャフト113を支えているアームブラケット115のY部に捻りによる負荷が作用して、応力的に高い値が発生することが判明した。
場所は車体にベルクランク110を取付けるアームブラケット115のZ矢視〔図4(A)〕方向のY部〔図4(B)部〕に高応力が発生している。
In particular, as shown in FIG. 4 (A), a bell crank 110 (corresponding to reference numeral 3 in FIG. 1) for converting the vehicle's forward / backward swing to left / right swing is provided at the intermediate portion of the link mechanism. Is arranged. In the bell crank 110, a relay rod 114 is connected to an input
As for the location, high stress is generated in the Y portion (FIG. 4B) in the direction of the arrow Z (FIG. 4A) of the arm bracket 115 for attaching the bell crank 110 to the vehicle body.
これは、出力側クランクアーム112のリレーロッド114との連結部が下方へオフセットした形状となっている。
従って、車輪と路面との摩擦抵抗による反力がアームシャフト113下端より下方にあるため、アームシャフト113にアームシャフト113の軸方向に対する曲げ力が作用し易い配置となっている。
同様技術の先行技術文献として、特開平5―345511号公報(特許文献1)が公開されている。
This is a shape in which the connecting portion of the output side crank arm 112 and the relay rod 114 is offset downward.
Therefore, since the reaction force due to the frictional resistance between the wheel and the road surface is below the lower end of the arm shaft 113, the arm shaft 113 is easily arranged to bend in the axial direction of the arm shaft 113.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-345511 (Patent Document 1) is disclosed as a prior art document of similar technology.
そして、特許文献1ではベルクランクの回転軸の上端部に配置された、ベルクランクへの入力側である入力側クランクアームのアクチュエータとの連結部が上方にオフセットされている。ベルクランクの回転軸の下端部には車輪に操舵力を伝達するタイロッドに連結した出力側である出力側クランクアームが配置されている。
従って、入力部と出力部との上下方向高さが、回転軸の上下方向高さより、高い位置にある。この構造によると、ベルクランクの回転軸に作用する曲げ力はアクチュエータから回転軸の軸端部に直接入力される力より大きくなる。
従って、回転軸を支える上下に配置された軸受部、該軸受部を支える車両側への取付ブラケットに大きな応力が発生する不具合を有している。
And in patent document 1, the connection part with the actuator of the input side crank arm which is arrange | positioned at the upper end part of the rotating shaft of a bell crank and is an input side to a bell crank is offset upwards. An output-side crank arm that is an output side connected to a tie rod that transmits a steering force to a wheel is disposed at the lower end portion of the rotating shaft of the bell crank.
Therefore, the vertical height of the input unit and the output unit is higher than the vertical height of the rotating shaft. According to this structure, the bending force acting on the rotating shaft of the bell crank is greater than the force directly input from the actuator to the shaft end portion of the rotating shaft.
Accordingly, there is a problem in that a large stress is generated in the bearing portions arranged above and below to support the rotating shaft and the mounting bracket on the vehicle side that supports the bearing portions.
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、ベルクランクの回転軸を長くして、該回転軸の上下端部夫々に取付けるクランクアームの入力側連結部とクランクアームの出力側連結部間の上下方向距離を回転軸の上下端部距離より小さくすることにより、ベルクランクの回転軸を回動自在に支持する軸受部、該軸受部を支える車両側への取付ブラケットに発生する応力を低減して、ステアリングのリンク機構の剛性を高めることにより、操作性、耐久性の向上を図ったステアリング装置のベルクランクアーム構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems. The crankshaft rotation shaft is elongated and the crank arm input side connecting portion and the crank arm output attached to the upper and lower ends of the rotation shaft, respectively. Occurs in the bearing part that rotatably supports the rotation axis of the bell crank and the mounting bracket on the vehicle side that supports the bearing part by making the vertical distance between the side coupling parts smaller than the distance between the upper and lower ends of the rotation axis It is an object of the present invention to provide a bell crank arm structure for a steering device that improves operability and durability by reducing the stress to be applied and increasing the rigidity of the steering link mechanism.
本発明はかかる目的を達成するもので、車両の車輪にステアリングの操舵力を伝達するリンク機構の中間部に配設され、前記車両の前後方向揺動を左右方向の揺動に変換するベルクランクアーム構造において、前記車両の上下方向に配置されたアームシャフトと、該アームシャフトを垂直軸線廻りに回動可能に軸支し且つ、シャシフレームに固着されたアームブラケットと、一端が前記アームシャフトの上端部に固着され、他端が下方へ変位すると共に、該変位した位置に前記車両の前後方向に揺動するドラッグリンクに枢着した第1クランクアームと、一端が前記アームシャフトの下端部に固着され、他端が上方へ変位すると共に、該変位した位置に前記車両の左右方向に揺動するリレーロッドに枢着した第2クランクアームとを備え、上下方向において、前記第1クランクアームと前記第2クランクアームとの夫々の他端間を前記アームシャフトの長さより短くしたことを特徴とする。 The present invention achieves such an object, and is arranged at an intermediate portion of a link mechanism for transmitting a steering force to a vehicle wheel, and converts a longitudinal swing of the vehicle into a lateral swing. In the arm structure, an arm shaft arranged in the vertical direction of the vehicle, an arm bracket that pivotally supports the arm shaft around a vertical axis and is fixed to a chassis frame, and one end of the arm shaft. A first crank arm fixed to the upper end, the other end being displaced downward, and pivotally attached to a drag link swinging in the longitudinal direction of the vehicle at the displaced position, and one end at the lower end of the arm shaft And a second crank arm pivotally attached to a relay rod that swings in the left-right direction of the vehicle at the displaced position. In the direction, characterized in that between the other end of each of said first crank arm and said second crank arm is made shorter than the length of the arm shaft.
このような構成により、アームシャフトに固着されている、第1クランクアームと第2クランクアームの取付位置に対し、ドラッグリンク側からの第1クランクアームへ入力される操舵力の位置及び、リレーロッド側から第2クランクアームへ入力される車輪操舵に伴う反力の作用の位置が、アームシャフト上下方向の中間部に寄っているため、アームシャフト及び、アームシャフトを軸支している軸受部及び、アームブラケットに発生する曲げ応力を小さくすることができる With such a configuration, the position of the steering force input to the first crank arm from the drag link side with respect to the mounting position of the first crank arm and the second crank arm fixed to the arm shaft, and the relay rod Since the position of the reaction force accompanying the wheel steering input from the side to the second crank arm is close to the middle part of the arm shaft in the vertical direction, the arm shaft and the bearing part that supports the arm shaft and The bending stress generated in the arm bracket can be reduced
また、本願発明において好ましくは、前記第1クランクアームの下方、及び第2クランクアームの上下方向へ変位する傾斜部には少なくとも何れかのクランクアームで、且つ、該クランクアームの上面又は下面の少なくとも何れかの面には傾斜に沿って重量軽減用の肉抜き凹部が形成され、前記凹部の前記傾斜した下側の面を略水平に形成して、雨水が溜まらないように形成するとよい。 Preferably, in the invention of the present application, at least one of the crank arms is provided in the inclined portion that is displaced downward in the first crank arm and in the vertical direction of the second crank arm, and at least the upper surface or the lower surface of the crank arm. Any surface may be formed with a lightening recess for weight reduction along an inclination, and the inclined lower surface of the recess may be formed substantially horizontally so that rainwater does not collect.
このような構成により、重量軽減を図ると共に、肉抜き溝による、材料の使用量を軽減でき、コスト低減にもなる。
また、溝に泥、又は雨水等が溜まらないようにして、第1クランクアーム及び、第2クランクアームの防錆効果を高めることができる。
With such a configuration, the weight can be reduced, the amount of material used due to the lightening groove can be reduced, and the cost can be reduced.
Further, it is possible to enhance the rust prevention effect of the first crank arm and the second crank arm by preventing mud or rain water from collecting in the groove.
アームシャフトに固着されている、第1クランクアームと第2クランクアームの取付位置に対し、ドラッグリンク側からの第1クランクアームへ入力される操舵力の位置及び、リレーロッド側から第2クランクアームへ入力される反作用の位置が、アームシャフト上下方向の中間部に寄っているため、ベルクランクの回転軸を回動自在に支持する軸受部、該軸受部を支える車両側への取付ブラケットに発生する応力を低減して、ステアリングのリンク機構の剛性を高めることにより、操作性、耐久性の向上が図れる。 The position of the steering force input to the first crank arm from the drag link side with respect to the mounting position of the first crank arm and the second crank arm fixed to the arm shaft, and the second crank arm from the relay rod side Since the position of the reaction input to the center of the arm shaft is close to the middle part in the vertical direction of the arm shaft, it occurs in the bearing part that rotatably supports the rotating shaft of the bell crank and the mounting bracket on the vehicle side that supports the bearing part. The operability and durability can be improved by reducing the stress to increase the rigidity of the steering link mechanism.
以下、本発明の実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。
但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this example are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specified. Only.
(第1実施形態)
図1は車両1の前部を示し、前輪10を操舵するステアリングのリンク機構2が配置されている。車両1の前部には車両1のシャシフレーム(図示省略)の一部であるボーンフレーム11が車両1の車幅方向中心部に車両前後方向に配置されている。
またボーンフレーム11は上下方向にも延在して、閉断面状のボックス型に形成され、両側面に独立懸架式サスペンションのアーム7が上下方向に回動可能に軸着されている。
アーム7の車幅方向外側にはナックル8が固定され、ナックル8から車幅方向外側へ突出したナックルスピンドル(図示省略)にハブベアリングを介して前輪10が装着されている。
アーム7と略同形状のアームがボーンフレーム11の下側にも配置され、上下方向に配置されたナックル8を上下方向に平行移動できるようになっている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a front portion of a vehicle 1, and a
The
A knuckle 8 is fixed to the outside of the
An arm having substantially the same shape as the
図示されない、ステアリングホイールの操舵をステアリングギヤボックス(図示省略)に装着されたピットマンアーム(図示省略)に連結したドラッグリンク4に伝達される。ステアリングギヤボックス内にはステアリングホイールの操作力を軽減させるパワーステアリングが内蔵されている。
ピットマンアームはステアリングホイールの回転操作を前記ステアリングギヤボックスの回動を車両前後方向の揺動に切替える部材である。
The steering wheel steering (not shown) is transmitted to a
The pitman arm is a member for switching the rotation operation of the steering wheel to swing the steering gear box in the vehicle front-rear direction.
図2(A)に示すように、ベルクランク3は軸心が車両1の上下方向に配設され且つ、軸心を中心にして回動するアームシャフト33と、アームシャフト33がベアリング34を介して軸支されシャシフレーム(図示省略)に取付けられるアームブラケットと、一端がアームシャフト33の上端部に固着され、他端がアームシャフト33のラジアル方向へ延出し、車両前後方向に揺動すると共に、下方へオフセットし、ドラッグリンク4と枢着した第1クランクアームである入力側クランクアーム31と、一方がアームシャフト33の下端部に固着され、他方がアームシャフト33のラジアル方向へ延出し、 入力側クランクアーム31と円周方向の位相を90°ずれて、車幅方向に揺動すると共に、上方へオフセットして、リレーロッド51と枢着した第2クランクアームである出力側クランクアーム32とで構成されている。
出力側クランクアーム32と枢着しているリレーロッド51の車幅方向両端部には、タイロッド5の一端が枢着され、タイロッド5の他端がナックル8に連結したナックルアーム6と枢着している。
また、図2(B)に示すように、入力側クランクアーム31の上面傾斜部には重量軽減用の溝37が設けてある。溝37は傾斜部の下面側が略水平になっており、雨水及び泥等が溜まらないようにして防錆効果を得るようにしてある。
尚、肉抜き溝37は入力側クランクアーム31の上面に限らず、下面でも良いし、出力側クランクアーム32にも同様に設けることは必要に応じて実施可能。
As shown in FIG. 2A, the bell crank 3 has an axial center disposed in the vertical direction of the vehicle 1, and an arm shaft 33 that rotates about the axial center. An arm bracket that is pivotally supported and attached to a chassis frame (not shown), one end fixed to the upper end of the arm shaft 33, the other end extending in the radial direction of the arm shaft 33, and swinging in the vehicle longitudinal direction. The first crank arm that is offset downward and pivotally attached to the
One end of the tie rod 5 is pivotally attached to both ends in the vehicle width direction of the relay rod 51 pivotally attached to the output side crank arm 32, and the other end of the tie rod 5 is pivotally attached to the knuckle arm 6 connected to the knuckle 8. ing.
Further, as shown in FIG. 2B, a
It should be noted that the
ステアリングのリンク機構2の動作を説明する。
図1において、ステアリングを右に操作すると、ドラグリンク4は上方(車両後方)へ移動する。ベルクランク3はアームシャフト33を中心にして、時計廻りに回転し、リレーロッド51が左(図1では右側)に移動する。リレーロッド51が左に移動すると、タイロッド5が左側に移動して、キングピン61を中心にしナックルアーム6が時計方向に回動する。ナックルアーム6が回動するとナックルアーム6と一体的に形成されているナックルスピンドルに取付けられた前輪10が右側(図1では左側)に回動する。ステアリングを左に操作すると、上述の逆の動作をする。
The operation of the
In FIG. 1, when the steering is operated to the right, the
上述の動作において、車両1が走行中であると、前輪10は回転しながら回動するので、前輪10からの反力(抵抗)が少ない。ところが、据切り(車両が停止状態でのハンドル操作)の場合は、路面と前輪のゴムタイヤとの摩擦抵抗が大きく、その反力がナックルアーム6、タイロッド5及びリレーロッド51を介して入力側クランクアーム31に作用する。一方、ドラグリンク4側からはハンドル操作力が入力してくる。ベルクランク3には車幅方向の作用力と、車両前後方向の作用力とが作用して、アームシャフト33には垂直方向の軸心に対し倒れる方向の作用力(曲げ力)が作用する。
しかし、入力側クランクアーム31のドラグリンク4との結合部と、出力側クランクアーム32のリレーロッド51との結合部との上下方向の距離を、アームシャフト33の上下端部に取付けた入力側クランクアーム31の一端と、出力側クランクアーム32の一方との距離より小さくしたので、アームシャフト33の上下端部に作用する曲げ方向のモーメント力がレバー比的に小さくなり、アームブラケット35に発生する応力を低減することができる。
In the above-described operation, when the vehicle 1 is traveling, the
However, the vertical distance between the connecting portion of the input side crank arm 31 to the
(第2実施形態)
基本構造は第1実施形態と同じなので異なる部分だけを説明する。
図2において、ベルクランク9の出力側クランクアーム32の代わりに、従来の出力側クランクアーム112の素材を上下逆さまにした状態の出力側クランクアーム92を作成し、アームシャフト91を下方に延長させ、リレーロッド51との上下方向の結合位置を、従来のリレーロッド51の位置と同じにした。
その結果、図3に示すように、ベアリング34のアームシャフト91軸線方向の装着ピッチLを出力側クランクアーム92の一方側と他方側とのオフセット量の2倍長くすることが可能となった。
(Second Embodiment)
Since the basic structure is the same as that of the first embodiment, only different parts will be described.
In FIG. 2, instead of the output side crank arm 32 of the bell crank 9, an output side crank arm 92 in which the material of the conventional output side crank arm 112 is turned upside down is created, and the
As a result, as shown in FIG. 3, the mounting pitch L of the bearing 34 in the axial direction of the
これにより、出力側クランクアーム92のリレーロッド51との結合位置はアームシャフト91の下端部より上側になり、且つアームシャフト91の上下方向も長くなるので、アームシャフト33の上下端部に作用する曲げ力がレバー比的に小さくなり、アームブラケット93に発生する応力を低減することができる。
また、リレーロッド51との上下方向の結合位置を従来と同じ位置にしたので、ベルクランク9を変更するだけで、ベルクランク9以外の従来のリンク機構を使用でき、コスト的上昇分を最小限に抑制できる。
Thus, the coupling position of the output side crank arm 92 with the relay rod 51 is above the lower end portion of the
In addition, since the vertical coupling position with the relay rod 51 is the same as the conventional position, a conventional link mechanism other than the bell crank 9 can be used by simply changing the bell crank 9, and the cost increase is minimized. Can be suppressed.
リンク機構にベルクランクを介装したステアリング機構の剛性を高めることにより、操作性、耐久性の向上を図ったステアリング装置。 A steering device that improves operability and durability by increasing the rigidity of the steering mechanism with a bell crank in the link mechanism.
1 車両
2 リンク機構
3、9 ベルクランク
4 ドラグリンク
5 タイロッド
6 ナックルアーム
31 入力側クランクアーム
32、92 出力側クランクアーム
33、91 アームシャフト
51 リレーロッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009294417A JP2011131801A (en) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | Bell crank arm structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009294417A JP2011131801A (en) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | Bell crank arm structure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011131801A true JP2011131801A (en) | 2011-07-07 |
Family
ID=44345008
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009294417A Withdrawn JP2011131801A (en) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | Bell crank arm structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011131801A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104512460A (en) * | 2014-12-30 | 2015-04-15 | 徐州重型机械有限公司 | Steering arm component, steering mechanism and multi-axis steering wheel type overload vehicle |
CN109353403A (en) * | 2018-12-06 | 2019-02-19 | 核心驱动科技(金华)有限公司 | Car steering linkage mechanism and automobile steering system |
-
2009
- 2009-12-25 JP JP2009294417A patent/JP2011131801A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104512460A (en) * | 2014-12-30 | 2015-04-15 | 徐州重型机械有限公司 | Steering arm component, steering mechanism and multi-axis steering wheel type overload vehicle |
US10583860B2 (en) | 2014-12-30 | 2020-03-10 | Xuzhou Heavy Machinery Co., Ltd. | Steering arm assembly, steering mechanism and multi-axle steering wheel type heavy duty vehicle |
CN109353403A (en) * | 2018-12-06 | 2019-02-19 | 核心驱动科技(金华)有限公司 | Car steering linkage mechanism and automobile steering system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4142543B2 (en) | Anti-roll bar device mounting structure for vehicle | |
JP4901688B2 (en) | Body front structure | |
KR101090804B1 (en) | Active geometry controll suspension | |
TW201910152A (en) | Suspension assembly for wheeled vehicles | |
JP2008168893A (en) | Rolling vehicle provided with two front steering wheels and at least one rear driving wheel | |
JP2007216732A (en) | Vehicular steering device | |
TW200904688A (en) | Stiffening device | |
CN103895785A (en) | Steering apparatus for vehicle | |
JP2011513122A (en) | Steering link device | |
JP2009536592A (en) | Motorcycle front suspension | |
JP4939310B2 (en) | Strut suspension system | |
JP2011131801A (en) | Bell crank arm structure | |
TWI749117B (en) | Motorcycle with two front steering wheels and a steering handlebar with variable steering ratio | |
JP6029445B2 (en) | Vehicle front wheel support structure | |
JP6029447B2 (en) | Front wheel support structure for saddle-ride type vehicles | |
JP4563761B2 (en) | Motorcycle swing arm support structure | |
JP4899953B2 (en) | Industrial vehicle suspension and reach forklift | |
JP4254273B2 (en) | Steering device | |
JP5237474B2 (en) | Strut suspension system | |
JP6043263B2 (en) | Front wheel suspension system for saddle-ride type vehicles | |
JP2019064555A (en) | Vehicular wiper device | |
CN101580094B (en) | Front damping device of motorcycle | |
JP2009101746A (en) | Vehicular steering wheel structure | |
JP2007307968A (en) | Wheel supporting structure | |
JP2011111017A (en) | Suspension device of vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20130305 |