JP2014088113A - Steering knuckle for vehicle - Google Patents

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JP2014088113A JP2012239459A JP2012239459A JP2014088113A JP 2014088113 A JP2014088113 A JP 2014088113A JP 2012239459 A JP2012239459 A JP 2012239459A JP 2012239459 A JP2012239459 A JP 2012239459A JP 2014088113 A JP2014088113 A JP 2014088113A
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Kohei Shintani
浩平 新谷
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering knuckle having a highly strong knuckle arm.SOLUTION: In a steering knuckle for a vehicle, having a knuckle arm 14 connected to a tie rod, at a tip 32, a shape of a cross section of an intermediate part 50, in an axial direction, of the knuckle arm is configured to be a shape in which a main axis Lis inclined by an angle θ', with respect to a projection line Lobtained by projecting a line parallel to a direction where force from the tie rod is applied, onto one plane including the cross section. Even when torsional stress is generated at the knuckle arm, the knuckle arm can be torsionally deformed in a direction where a direction of the main axis approaches a direction of bending stress. This structure enables the strength of the knuckle arm to be increased, when force from the tie rod is applied in a direction where the torsional deformation in the direction occurs.

Description

本発明は、車輪を転舵可能に保持する車両用ステアリングナックルに関する。   The present invention relates to a vehicle steering knuckle that holds wheels in a steerable manner.

車両用のステアリングナックルは、ステアリングシステムの構成要素であり、車輪を回転可能に保持するとともに転舵軸線回りの自身の回転によってその車輪の転舵を許容する部品である。このステアリングナックルは、ナックル本体から延び出して先端部においてタイロッドに連結されるナックルアームを有しており、そのナックルアームがタイロッドから受ける力によって、転舵軸線回りに回転させられる。このような構造から、ナックルアームには、比較的大きな曲げ応力が発生する。そのためナックルアームの断面形状を適切化することが望ましく、下記特許文献では、斜め方向の曲げ応力に対する断面形状の適切化について提案されている。   A steering knuckle for a vehicle is a component of a steering system, and is a part that holds a wheel rotatably and allows the wheel to turn by its own rotation around a turning axis. This steering knuckle has a knuckle arm that extends from the knuckle body and is connected to a tie rod at the tip, and is rotated around the turning axis by the force that the knuckle arm receives from the tie rod. Due to such a structure, a relatively large bending stress is generated in the knuckle arm. Therefore, it is desirable to optimize the cross-sectional shape of the knuckle arm, and the following patent document proposes optimization of the cross-sectional shape with respect to an oblique bending stress.

特開平11−208501号公報JP-A-11-208501

本願発明者は、ステアリングナックルの開発に携わる中、ナックルアームに曲げ応力に加えて捩り応力が発生する可能性があることを見出した。そして、その捩り応力にも配慮することで、ナックルアームの強度を向上させ得るとの知見を得た。本発明は、この知見に基づくものであり、高い強度のナックルアームを有するステアリングナックルを提供することを課題とする。   The inventor of the present application has found that there is a possibility that a torsional stress may be generated in addition to a bending stress in the knuckle arm during the development of the steering knuckle. And the knowledge that the intensity | strength of a knuckle arm can be improved by also considering the torsional stress was acquired. The present invention is based on this finding, and an object of the present invention is to provide a steering knuckle having a high-strength knuckle arm.

上記課題を解決するために、本発明の車両用ステアリングナックルは、
車輪を保持し、先端部においてタイロッドに接続されるナックルアームを有する車両用ステアリングナックルであって、
前記ナックルアームの軸線方向における中間部分が、
当該ナックルアームの軸線に直角な断面の主軸線が、前記タイロッドからの力の作用方向に平行な線を前記断面を含む一平面へ投影した投影線に対して傾斜するような形状とされたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, a vehicle steering knuckle according to the present invention includes:
A vehicle steering knuckle that has a knuckle arm that holds a wheel and is connected to a tie rod at a tip portion,
An intermediate portion in the axial direction of the knuckle arm is
The main axis of the cross section perpendicular to the axis of the knuckle arm is shaped so as to be inclined with respect to a projection line obtained by projecting a line parallel to the direction of action of the force from the tie rod onto one plane including the cross section. It is characterized by.

上記本発明のステアリングナックルでは、ナックルアームに捩り応力が発生しても、上記主軸線の方向が曲げ応力の方向に近づく方向にナックルアームが捩り変形するように構成することができる。そのように構成することで、その方向の捩り変形が生じる方向にタイロッドからの力が作用した場合における当該ナックルアームの強度を高めることが可能となる。   The steering knuckle of the present invention can be configured such that even if a torsional stress is generated in the knuckle arm, the knuckle arm is torsionally deformed in a direction in which the direction of the main axis approaches the direction of the bending stress. With such a configuration, it is possible to increase the strength of the knuckle arm when a force from the tie rod is applied in a direction in which torsional deformation in that direction occurs.

発明の態様Aspects of the Invention

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明(以下、「請求可能発明」という場合がある)の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載,実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から何某かの構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。   In the following, some aspects of the invention that can be claimed in the present application (hereinafter sometimes referred to as “claimable invention”) will be exemplified and described. As with the claims, each aspect is divided into sections, each section is numbered, and is described in a form that cites the numbers of other sections as necessary. This is merely for the purpose of facilitating the understanding of the claimable inventions, and is not intended to limit the combinations of the constituent elements constituting those inventions to those described in the following sections. In other words, the claimable invention should be construed in consideration of the description accompanying each section, the description of the embodiments, etc., and as long as the interpretation is followed, another aspect is added to the form of each section. In addition, an aspect in which some constituent elements are deleted from the aspect of each item can be an aspect of the claimable invention.

なお、以下の各項において、(1)項ないし(6)項の各々が、請求項1〜6の各々に相当する。   In the following items, each of items (1) to (6) corresponds to each of claims 1 to 6.

(1)車輪を保持し、先端部においてタイロッドに接続されるナックルアームを有する車両用ステアリングナックルであって、
前記ナックルアームの軸線方向における中間部分が、
当該ナックルアームの軸線に直角な断面の主軸線が、前記タイロッドからの力の作用方向に平行な線を前記断面を含む一平面へ投影した投影線に対して傾斜するような形状とされた車両用ステアリングナックル。
(1) A vehicle steering knuckle that holds a wheel and has a knuckle arm that is connected to a tie rod at a tip portion,
An intermediate portion in the axial direction of the knuckle arm is
A vehicle having a shape in which a principal axis of a cross section perpendicular to the axis of the knuckle arm is inclined with respect to a projection line obtained by projecting a line parallel to an action direction of a force from the tie rod onto one plane including the cross section. Steering knuckle.

本項の態様は、タイロッドからの力が作用した場合において、ナックルアーム(以下、単に、「アーム」と言う場合がある)に、曲げ応力だけではなく捩り応力が発生する場合に有効な態様である。アームの捩り変形によって、上記中間部分の断面の主軸線の延びる方向がアームの曲りの方向に近づくように構成すれば、アームの強度、詳しくは、アームの曲げ応力に対する強度は、高くなる。   The mode of this section is an effective mode in the case where not only bending stress but also torsional stress is generated in the knuckle arm (hereinafter sometimes simply referred to as “arm”) when the force from the tie rod is applied. is there. If the direction in which the main axis of the cross section of the intermediate portion extends due to the torsional deformation of the arm approaches the bending direction of the arm, the strength of the arm, specifically, the strength of the arm against bending stress increases.

本態様における「ナックルアームの軸線」は、アームを長手方向に貫く中心軸線、或いは、中立軸(中立軸線)と考えることができ、「ナックルアームの軸線方向」とは、その軸線が延びる方向と考えることができる。そして、「ナックルアームの軸線方向の中間部分」は、アームの延びる方向における基端部(ナックル本体に繋がる部分)と先端部(タイロッドが連結される部分)との間に存在する部分を意味する。中間部分は、一般的に、先端部や基端部と比較して比較的細く、最も弱い(変形が大きくなる)部分、つまり、アームの最弱部位と考えることができる。したがって、本態様は、最弱部位の断面形状を上記のような形状とすることで、アームの断面積を大きくせずに、アームの強度を高めることができるのである。   The “axis of the knuckle arm” in this aspect can be considered as a central axis that penetrates the arm in the longitudinal direction, or a neutral axis (neutral axis), and the “axis direction of the knuckle arm” refers to a direction in which the axis extends. Can think. The “intermediate portion of the knuckle arm in the axial direction” means a portion existing between a base end portion (a portion connected to the knuckle body) and a distal end portion (a portion to which the tie rod is connected) in the arm extending direction. . The intermediate portion is generally relatively thin compared to the distal end portion and the proximal end portion, and can be considered as the weakest portion (the deformation is increased), that is, the weakest portion of the arm. Therefore, in this embodiment, the strength of the arm can be increased without increasing the cross-sectional area of the arm by making the cross-sectional shape of the weakest portion as described above.

また、本態様における「断面の主軸線」は、断面二次モーメントが最大となる軸線に直交する軸線と考えることができる。具体的には、例えば、長方形の断面を想定したときに、向かい合う2つの長辺の中点を結ぶ線が、断面二次モーメントが最大となる軸線に相当し、向かいあう2つの短辺の中点を結ぶ線が、上記主軸線に相当する。さらに、「タイロッドからの力の作用方向」とは、アームの先端部がタイロッドから受ける力の向きであり、一般的には、概して水平に近い方向となり、本態様における「投影線」は、概して水平に近い線となる。   In addition, the “main axis of the cross section” in this aspect can be considered as an axis orthogonal to the axis where the cross sectional secondary moment is maximum. Specifically, for example, assuming a rectangular cross-section, the line connecting the midpoints of the two long sides facing each other corresponds to the axis that maximizes the cross-sectional secondary moment, and the midpoint of the two short sides facing each other A line connecting the lines corresponds to the main axis. Furthermore, the “direction of the force applied from the tie rod” is the direction of the force received by the tip of the arm from the tie rod, and is generally a direction that is generally horizontal, and the “projection line” in this embodiment is generally The line is almost horizontal.

(2)前記ナックルアームが、
ボールジョイントを介して前記タイロッドに接続され、前記先端部に、そのボールジョイントのボールスタッドのスタッド部が上下方向に嵌入する連結孔を有する(1)項に記載の車両用ステアリングナックル。
(2) The knuckle arm is
The vehicle steering knuckle according to (1), wherein the vehicle steering knuckle is connected to the tie rod via a ball joint, and has a connecting hole into which a stud portion of a ball stud of the ball joint is vertically inserted.

本項の態様は、アームに捩り応力が発生する典型的な態様である。ボールジョイントは一般的には、スタッド部とそのスタッド部の一端に付設されたボール部とからなるボールスタッドと、そのボールスタッドのボール部を回転可能に保持するハウジングをを含んで構成されている。そのようなボールジョイントを採用する連結構造では、一般的に、タイロッドの先端部にハウジングが付設されており、スタッド部が、アームの先端部に形成された連結孔に差し込まれるようにされている。このようなアームとタイロッドとの連結構造では、スタッド部は、タイロッドに対して比較的自由に傾くことができるため、アームの先端部には、アームを捩ろうとする力が作用することで、アームに捩り応力が生じ、アームが捩り変形することになる。したがって、そのような連結構造によってアームがタイロッドに接続されるステアリングナックルに対して、各項の態様の技術的特徴は、充分な効果を発揮することができるのである。   The mode of this section is a typical mode in which torsional stress is generated in the arm. Generally, the ball joint includes a ball stud including a stud portion and a ball portion attached to one end of the stud portion, and a housing that rotatably holds the ball portion of the ball stud. . In a connection structure employing such a ball joint, a housing is generally attached to the tip of the tie rod, and the stud is inserted into a connection hole formed in the tip of the arm. . In such a connecting structure of the arm and the tie rod, the stud portion can be tilted relatively freely with respect to the tie rod. Therefore, a force for twisting the arm acts on the tip portion of the arm. Torsional stress is generated in the arm, and the arm is torsionally deformed. Therefore, the technical features of the aspects of the respective items can exert a sufficient effect on the steering knuckle in which the arm is connected to the tie rod by such a coupling structure.

(3)前記中間部分が、
車両外側に向かう方向の力が前記タイロッドから前記ナックルアームの先端部に作用した場合における前記ナックルアームの捩じれによって、前記主軸線の前記投影線に対する傾斜が小さくなる側に、前記主軸線が前記投影線に対して傾斜するような形状とされた(1)項または(2)項に記載の車両用ステアリングナックル。
(3) The intermediate portion is
The main axis is projected to the side where the inclination of the main axis to the projection line becomes smaller due to the twisting of the knuckle arm when a force in the direction toward the outside of the vehicle acts on the tip of the knuckle arm from the tie rod. The vehicle steering knuckle according to (1) or (2), wherein the steering knuckle is configured to be inclined with respect to a line.

主軸線の延びると曲げの方向とが近ければ近いほど程、曲げ応力に対する強度は高くなる。したがって、捩り変形によって、主軸線が曲げの方向に近づけば、曲げに対するアームの強度は高くなる。本態様では、車両外側に向かう方向の力がタイロッドからアームの先端部に作用した場合に、主軸線が曲げの方向に近づく構成とされている。車両外側に向かう方向の力がタイロッドからアームの先端部に作用するシチュエーションは、逆の見方をすれば、タイロッドを車幅方向における車両の中央部に向かわせる方向の力が、外部から車輪に作用するシチュエーションであり、そのシチュエーションは、車輪の縁石への乗り上げ,脱輪,車輪への何らかの物体の衝突等の事象によって引き起こされる。つまり、それらの事象が発生する場合には、タイロッドからアームに大きな反作用力が作用するため、上記シチュエーションにおけるアームの強度は特に重要である。本態様によれば、そのシチュエーションにおけるアームの強度を高くすることが可能である。   The closer the extension of the main axis is to the bending direction, the higher the strength against bending stress. Therefore, if the main axis approaches the direction of bending due to torsional deformation, the strength of the arm against bending increases. In this aspect, the main axis approaches the bending direction when a force in the direction toward the outside of the vehicle acts on the tip of the arm from the tie rod. The situation in which the force in the direction toward the outside of the vehicle acts on the tip of the arm from the tie rod is reversed. The situation is caused by an event such as riding on the curb of the wheel, wheel removal, or collision of some object with the wheel. That is, when such an event occurs, a large reaction force acts on the arm from the tie rod, and therefore the strength of the arm in the situation is particularly important. According to this aspect, the strength of the arm in the situation can be increased.

(4)前記中間部分が、当該中間部分の外周面のうちの前記主軸線を挟んで互いに背向する2つの面の一方に窪みを有する形状とされた(1)項ないし(3)項のいずれか1つに記載の車両用ステアリングナックル。   (4) In the items (1) to (3), the intermediate part has a shape having a depression on one of two surfaces facing each other across the main axis of the outer peripheral surface of the intermediate part. The steering knuckle for vehicles as described in any one.

例えば、アームを捩った場合のそのアームの回転中心(「剛心」とも呼ぶこともできる)と力の作用点(実際の作用点の断面への投影点と考えることもできる)との距離を小さくすることで、捩り応力を小さくすること、すなわち、捩り変形を小さくすることが可能である。本態様によれば、アームの中間部分において、上記2つの面の一方に窪み(凹所)を形成することで、中間部分の断面における回転中心と力の作用点との距離を小さくすることが可能である。中間部分をそのような断面形状とすることで、捩りに対するアームの強度を高めることが可能となる。   For example, when the arm is twisted, the distance between the center of rotation of the arm (also referred to as “rigid”) and the point of action of the force (which can also be thought of as a projection point on the cross section of the actual point of action) It is possible to reduce torsional stress, that is, torsional deformation. According to this aspect, by forming a recess (recess) in one of the two surfaces in the intermediate portion of the arm, the distance between the rotation center and the force application point in the cross section of the intermediate portion can be reduced. Is possible. By making the intermediate portion have such a cross-sectional shape, the strength of the arm against torsion can be increased.

また、曲げ応力と捩り応力との連成が生じる部位(曲げに起因した引張応力と捩りに起因したせん断応力との連成が生じる部位と考えることもできる)では、つまり、2つの応力が互いに助長し合う部位では、最も強度が低くなると考えられる。本態様では、上記窪みの存在によって、曲げ応力が最大となる部位と捩り応力が最大になる部位との間に、あたかも凸部が形成されたような形状の中間部分とすることが可能である。つまり、窪みが設けられた面と、その面と隣合う面との間に、突起が設けられたような形状の断面とすることができ、例えば、窪みが設けられた面において捩り応力が最大となるように、かつ、その面と隣合う面において曲げ応力が最大となるようにすることで、効果的に、曲げ応力と捩り応力との連成、簡単に言えば、曲げとねじりとの連成を防止することができるのである。そのようなアームとすることにより、そのアームの強度が高まることになる。   In addition, at the site where the coupling between the bending stress and the torsional stress occurs (it can also be considered as the site where the coupling between the tensile stress resulting from bending and the shearing stress resulting from torsion occurs), that is, the two stresses It is considered that the strength is the lowest at the sites that promote each other. In this aspect, the presence of the depression makes it possible to provide an intermediate portion having a shape as if a convex portion is formed between a portion where the bending stress is maximized and a portion where the torsional stress is maximized. . In other words, the cross section can have a shape in which a protrusion is provided between the surface provided with the recess and the surface adjacent to the surface. For example, the torsional stress is maximized on the surface provided with the recess. And that the bending stress is maximized on the surface adjacent to that surface, and effectively, the bending stress and the torsional stress are coupled effectively. Coupling can be prevented. By setting it as such an arm, the intensity | strength of the arm will increase.

(5)前記ナックルアームが、
ボールジョイントを介して前記タイロッドに接続され、前記先端部に、そのボールジョイントのボールスタッドのスタッド部が上下方向に嵌入する連結孔を有し、
前記ボールスタッドのスタッド部とボール部との上下方向における位置関係に従って、上下方向の一方を、前記スタッド部からボール部に向かう方向であるボール側方向と、他方を、前記ボール部から前記スタッド部に向かう方向であるスタッド側方向と、それぞれ定義した場合に、前記中間部が、前記2つの面のうち、スタッド側方向を向く面に前記窪みを有する形状とされた(4)項に記載の車両用ステアリングナックル。
(5) The knuckle arm is
It is connected to the tie rod via a ball joint, and has a connecting hole into which the stud portion of the ball stud of the ball joint is fitted vertically in the tip portion.
According to the positional relationship in the vertical direction between the stud portion and the ball portion of the ball stud, one side in the vertical direction is a ball side direction that is a direction from the stud portion toward the ball portion, and the other is from the ball portion to the stud portion. The stud side direction, which is a direction toward the center, and the intermediate portion, when defined respectively, is a shape having the depression in the surface facing the stud side direction, out of the two surfaces. Steering knuckle for vehicles.

本態様は、ボールジョイントを介してアームとタイロッドとが連結される先の態様において上記窪みの形成位置に限定を加えた態様である。ボールジョイントを用いて連結する態様では、ボールジョイントを構成するボールスタッドのボール部の中心が、上述の力の作用点となる。そのため、本態様のように、ボールジョイントの反対側の面に上記窪みを設けることで、作用点と上述の回転中心との距離を小さくすることができる。その結果、アームの捩り応力に対する強度を高めることができるのである。   This mode is a mode in which the formation position of the depression is limited in the previous mode in which the arm and the tie rod are connected via the ball joint. In the connection mode using the ball joint, the center of the ball portion of the ball stud constituting the ball joint is the point of action of the force. Therefore, as in this aspect, the distance between the action point and the above-mentioned rotation center can be reduced by providing the depression on the opposite surface of the ball joint. As a result, the strength against the torsional stress of the arm can be increased.

(6)前記断面の主軸線が、前記投影線に対して、それらのなす角度が40°以上50°以下となるように傾斜する(1)項ないし(5)項のいずれか1つに記載の車両用ステアリングナックル。   (6) The main axis of the cross section is inclined with respect to the projection line so that an angle formed by the main axis is 40 ° or more and 50 ° or less, according to any one of (1) to (5) Steering knuckle for vehicles.

本態様によれば、アームが相当な角度捩られた場合に、上記主軸線の延びる方向と上記投影線が延びる方向が一致することになる。そのような角度にまで捩られるシチュエーションは、アームの破断をも想定せざるを得ないシチュエーションである。つまり、本態様は、アームの破断をも考慮して、アームの強度を向上させた態様である。   According to this aspect, when the arm is twisted at a considerable angle, the extending direction of the main axis coincides with the extending direction of the projection line. The situation where the angle is twisted to such an angle is a situation where the arm must be broken. That is, this aspect is an aspect in which the strength of the arm is improved in consideration of the breakage of the arm.

車両用ステアリングナックルを車幅方向における車両中央側から車両外側に向かって眺めた図である。It is the figure which looked at the steering knuckle for vehicles from the vehicle center side in the vehicle width direction toward the vehicle outer side. 車両用ステアリングナックルのナックルアームを拡大して示す斜視図である。It is a perspective view which expands and shows the knuckle arm of the steering knuckle for vehicles. タイロッドからナックルアームに力が作用した場合のナックルアームの変形の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of a deformation | transformation of a knuckle arm when force acts on a knuckle arm from a tie rod. 従来のステアリングナックルが有するナックルアームの中間部の断面形状、および、実施例のステアリングナックルが有するナックルアームの中間部の断面形状を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional shape of the intermediate part of the knuckle arm which the conventional steering knuckle has, and the cross-sectional shape of the intermediate part of the knuckle arm which the steering knuckle of an Example has. 従来のステアリングナックルが有するナックルアームの中間部に作用する曲げ力および捩り力を示すとともに、曲げ力によって中間部が回転する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that an intermediate part rotates with a bending force while showing the bending force and torsional force which act on the intermediate part of the knuckle arm which the conventional steering knuckle has. 従来のステアリングナックルのナックルアームに対してそれの強度を向上させる2つの手段を説明するための図である。It is a figure for demonstrating two means to improve the intensity | strength with respect to the knuckle arm of the conventional steering knuckle. 実施例のステアリングナックルが有するナックルアームを、図1とは反対の視点で示す図である。It is a figure which shows the knuckle arm which the steering knuckle of an Example has from the viewpoint opposite to FIG. 実施例のステアリングナックルが右輪用,左輪用のいずれであるか、ナックルアームが車両前方側,車用後方側のいずれに延び出すかによって、ナックルアームの中間部の傾き方向をどのように変更するかを説明するための図である。How to change the inclination direction of the middle part of the knuckle arm depending on whether the steering knuckle of the embodiment is for the right wheel or the left wheel, or the knuckle arm extends to the front side or the rear side of the vehicle It is a figure for demonstrating what to do. 実施例のステアリングナックルのナックルアームを型を用いて成形する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the knuckle arm of the steering knuckle of an Example is shape | molded using a type | mold.

以下、請求可能発明を実施するための形態として、請求可能発明の実施例である車両用ステアリングナックルを、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。   Hereinafter, as a form for carrying out the claimable invention, a vehicle steering knuckle which is an embodiment of the claimable invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition to the following examples, the claimable invention is implemented in various forms including various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art, including the form described in the above [Aspect of the Invention] section. can do.

以下、実施例の車両用ステアリングナックルに関し、請求可能発明の対象となる車両用ステアリングナックルの基本構造,ナックルアームの捩り変形および従来の車両ステアリングナックルが有するナックルアーム,ナックルアームの強度を向上させるための手段,実施例の車両用ステアリングナックルが有するナックルアームについて、順に説明する。   Hereinafter, regarding the vehicle steering knuckle of the embodiment, in order to improve the basic structure of the vehicle steering knuckle, the torsional deformation of the knuckle arm and the strength of the knuckle arm and knuckle arm of the conventional vehicle steering knuckle. The knuckle arm which the steering knuckle for vehicles of this means and the embodiment has will be described in order.

≪1.車両用ステアリングナックルの基本構成≫
請求可能発明の対象となる車両用ステアリングナックルの一例としてのステアリングナックル10は、図1に示すように、ナックル本体12と、ナックル本体12から延び出すナックルアーム14とを含んで構成されている。このステアリングナックル10は、ストラットマウント型(マクファーソン型)のサスペンション装置の一部をなすものであり、ナックル本体12は、上部において、ショックアブソーバ16に固定され、下部に設けられた被支持孔18において、図示を省略するボールジョイントを介してロアアーム20に、回転可能かつ傾動可能に支持される。また、ナックル本体12には、図示を省略するベアリングが嵌入されるシャフト穴22が設けられており、そのシャフト穴22において、そのベアリングを介して、図示を省略するアクスルが回転可能に保持される。図示を省略する車輪は、そのアクスルに取り付けられる。さらに、ナックル本体12には、ブレーキキャリパ24を取り付けるための2つのブラケット26が設けられている。
<< 1. Basic structure of steering knuckle for vehicles >>
A steering knuckle 10 as an example of a vehicle steering knuckle that is a subject of the claimable invention includes a knuckle body 12 and a knuckle arm 14 extending from the knuckle body 12, as shown in FIG. 1. The steering knuckle 10 is a part of a strut mount type (McPherson type) suspension device, and the knuckle body 12 is fixed to a shock absorber 16 at an upper portion and supported holes 18 provided at a lower portion. The lower arm 20 is rotatably and tiltably supported via a ball joint (not shown). Further, the knuckle body 12 is provided with a shaft hole 22 into which a bearing (not shown) is inserted, and an axle (not shown) is rotatably held in the shaft hole 22 via the bearing. . A wheel (not shown) is attached to the axle. Further, the knuckle body 12 is provided with two brackets 26 for attaching the brake caliper 24.

図2をも参照しつつ説明すれば、ナックルアーム14(以下、単に、「アーム14」と呼ぶ場合がある)は、基端部30においてナックル本体12と一体化されており、先端部32において、ボールジョイント34を介してタイロッド36と連結される。ボールジョイント34は、ボール部38とスタッド部40とからなるボールスタッド42と、タイロッド36の先端に固着されるとともにボールスタッド42をボール部38において回転可能かつ傾動可能に支持するハウジング44とを含んで構成されており、ボールスタッド42のスタッド部40が、アーム14の先端部32に当該先端部32を上下方向に貫通して穿設された連結孔46に嵌入する状態で、その先端部32に締結される。なお、アーム14は、基端部30よりも先端部32の方が上方に位置しており、それら基端部30と先端部32との中間部分である中間部50は上下方向において曲がった形状をなしている。   Referring to FIG. 2 as well, the knuckle arm 14 (hereinafter sometimes simply referred to as “arm 14”) is integrated with the knuckle body 12 at the base end portion 30, and at the distal end portion 32. The tie rod 36 is connected via a ball joint 34. The ball joint 34 includes a ball stud 42 including a ball portion 38 and a stud portion 40, and a housing 44 that is fixed to the tip of the tie rod 36 and supports the ball stud 42 rotatably and tiltably at the ball portion 38. In the state where the stud portion 40 of the ball stud 42 fits into the connecting hole 46 drilled through the distal end portion 32 of the arm 14 in the vertical direction, the distal end portion 32 thereof. To be concluded. In the arm 14, the distal end portion 32 is positioned higher than the proximal end portion 30, and the intermediate portion 50 that is an intermediate portion between the proximal end portion 30 and the distal end portion 32 is bent in the vertical direction. I am doing.

ステアリングナックル10は、右前輪用のものであり、図1では左方が車両前方とされている。図1から解るように、ステアリングナックル10では、アーム14は、概して車両後方に向かってナックル本体12から延び出している。タイロッド36は、ステアリングホイールの回転操作に応じて車幅方向に往復動可能とされており、タイロッド36の車両右側の端部が車両外側に向かって移動するときに、つまり、タイロッド36からアーム14の先端部32に車両の右側に向かう方向の力が作用するときに、その力によって、ステアリングナックル10は、上方から見て左回りに回転させられ、車輪は左向き(車両が左旋回する向き)に転舵される。逆に、タイロッド36の車両右側の端部が車両中央側に向かって移動するときに、つまり、タイロッド36からアーム14の先端部32に車両の左側に向かう方向の力が作用するときに、その力によって、ステアリングナックル10は、上方から見て右回りに回転させられ、車輪は右向き(車両が右旋回する向き)に転舵される。   The steering knuckle 10 is for the right front wheel. In FIG. 1, the left side is the front of the vehicle. As can be seen from FIG. 1, in the steering knuckle 10, the arm 14 extends from the knuckle body 12 generally toward the rear of the vehicle. The tie rod 36 can be reciprocated in the vehicle width direction according to the rotation operation of the steering wheel. When the right end of the tie rod 36 moves toward the outside of the vehicle, that is, from the tie rod 36 to the arm 14. When a force in a direction toward the right side of the vehicle acts on the front end portion 32 of the vehicle, the steering knuckle 10 is rotated counterclockwise as viewed from above, and the wheels face left (the vehicle turns left). It is steered to. Conversely, when the right end of the tie rod 36 moves toward the center of the vehicle, that is, when a force in the direction toward the left side of the vehicle acts on the tip 32 of the arm 14 from the tie rod 36, By the force, the steering knuckle 10 is rotated clockwise as viewed from above, and the wheels are steered to the right (the direction in which the vehicle turns to the right).

≪2.ナックルアームの捩り変形と従来のナックルアーム≫
上記基本構成を有するステアリングナックル10では、アーム14の先端部32にタイロッド36から力F(以下、「作用力F」と言う場合がある)が作用すると、アーム14は、曲り変形に加えて、捩り変形が加わる。具体的に言えば、例えば、図2の白抜き矢印の向きに、力が作用した場合、その力の作用点は、ボールジョイント34のボールスタッド42のボール部38の中心となると考えられるため、曲げ力に加え捩り力がアーム14の先端部32に作用し、図3の2点鎖線のように変形する。
≪2. Torsional deformation of knuckle arm and conventional knuckle arm >>
In the steering knuckle 10 having the above-described basic configuration, when a force F (hereinafter sometimes referred to as “acting force F”) is applied to the distal end portion 32 of the arm 14 from the tie rod 36, the arm 14 Added torsional deformation. Specifically, for example, when a force is applied in the direction of the white arrow in FIG. 2, the point of action of the force is considered to be the center of the ball portion 38 of the ball stud 42 of the ball joint 34. In addition to the bending force, a torsional force acts on the distal end portion 32 of the arm 14 and deforms as shown by a two-dot chain line in FIG.

従来のステアリングナックル10のアーム14は、中間部50が、図4(a)に示すような断面形状のものとされており、図5に示すように、作用点Aに作用力Fが作用した場合、その中間部50には、曲げ力FBに加え、捩り力FTが作用するのである。つまり、曲げ応力に加えて、捩り応力が生じるのである。ちなみに、図5に示す作用点A,作用力Fは、厳密には、当該断面を含む一平面に投影されたものである。また、従来のステアリングナックル10が有するアーム14の中間部50の断面形状は、上下の辺が長辺となる概して長方形とみなすことができ、その断面は、力が作用していない場合には、図5(a)に示すように、断面二次モーメントが最大となる軸線LYが、概して鉛直方向に伸び、その軸線LYに直角な軸線LX、つまり、主軸線LXが、概ね水平方向に延びる姿勢となっている。そして、その断面の重心Oと、捩り力FTの作用による断面の回転中心O’とが、略一致するとして扱うことができることとする。ちなみに、アーム14は均質な材料から形成されているため、上記重心Oは、図心と一致しており、また、回転中心O’は剛心O’と呼ぶこともできる。 The arm 14 of the conventional steering knuckle 10 has an intermediate portion 50 having a cross-sectional shape as shown in FIG. 4 (a). As shown in FIG. If, its middle section 50, in addition to the bending force F B, torsional force F T is acting. That is, torsional stress is generated in addition to bending stress. Incidentally, the action point A and the action force F shown in FIG. 5 are strictly projected on one plane including the cross section. Further, the cross-sectional shape of the intermediate portion 50 of the arm 14 of the conventional steering knuckle 10 can be regarded as a generally rectangular shape with the upper and lower sides being long sides. As shown in FIG. 5 (a), the axis L Y having the maximum cross-sectional secondary moment extends in the vertical direction, and the axis L X perpendicular to the axis L Y , that is, the main axis L X is substantially horizontal. The posture extends in the direction. Then, the center of gravity O of the cross section and the rotation center O ′ of the cross section due to the action of the torsional force F T can be handled as substantially coincident. Incidentally, since the arm 14 is formed of a homogeneous material, the center of gravity O coincides with the centroid, and the rotation center O ′ can also be called a rigid center O ′.

車輪に外部から力が加わる場合、タイロッド36の反作用力としての上記作用力Fが発生し、その外部からの力、つまり、作用力Fが相当に大きくなった場合には、断面は、捩り力FTの作用によって、重心Oと略一致する回転中心O’を中心に回転し、傾斜角θだけ傾いて、図5(b)に示すような姿勢に変化する。その場合、上記主軸線LXが、作用力Fの方向、厳密に言えば、その作用力Fの方向に平行な線を当該断面を含む平面に投影した投影線LPに対して傾き、曲げ力FBに対する断面二次モーメントが小さくなり、曲げ変形の量が比較的大きなものとなる。つまり、曲げに対するアーム14の剛性が低下することになるのである。 When a force is applied to the wheel from the outside, the above-described acting force F as a reaction force of the tie rod 36 is generated, and when the force from the outside, that is, the acting force F becomes considerably large, the cross section has a torsional force. By the action of F T , the center rotates about the center of rotation O ′ substantially coincident with the center of gravity O, and is tilted by the tilt angle θ to change to the posture shown in FIG. In this case, the principal axis L X is inclined and bent with respect to the direction of the acting force F, strictly speaking, with respect to the projection line L P obtained by projecting a line parallel to the direction of the acting force F onto the plane including the cross section. The cross-sectional second moment with respect to the force F B is reduced, and the amount of bending deformation is relatively large. That is, the rigidity of the arm 14 with respect to bending is reduced.

さらに、発生する曲げ応力,捩り応力に関して言えば、図5(a)に示すように、曲げ応力に起因する引張応力は、中間部50の外周面のうちの図において左側の短辺として表わされている面を構成する部分PAおいて大きくなり、捩り力応力に起因するせん断応力は、中間部50の外周面のうちの主軸線LXを挟む2つの面の一方、詳しくは、図において上側の長辺として表わされている面を構成する部分PBにおいて大きくなる。それらの部分PA,PBを、それぞれ、曲げ起因大応力部PA,捩り起因大応力部PBと呼べば、それらの部分の各々を構成する面が交わる角の部分PC、つまり、それらの面が連続する部分PCにおいて、2つの応力の連成が生じ、その部分PCの応力が最も大きくなる。つまり、その部分PCを最大応力部PCと呼べば、その最大応力部PCおよびその近傍は、強度の最も低い最弱部位となる。ちなみに、図2において、最弱部位PWが、網掛けして示されており、上記応力の連成によって生じるそのような最弱部位PWの存在は、アーム14の強度を低下させる大きな一因となっているのである。 Further, regarding the generated bending stress and torsional stress, as shown in FIG. 5A, the tensile stress resulting from the bending stress is represented as the short side on the left side of the outer peripheral surface of the intermediate portion 50. The shear stress caused by the torsional force stress increases in the portion P A constituting the formed surface, and one of the two surfaces sandwiching the principal axis L X of the outer peripheral surface of the intermediate portion 50, In the portion P B constituting the surface represented as the upper long side in FIG. If these portions P A and P B are referred to as a bending-induced large stress portion P A and a torsion-induced large stress portion P B , respectively, corner portions P C at which the surfaces constituting each of these portions intersect, that is, in part P C where those surfaces are continuous, coupled two stress is generated, the stress of the part P C is the largest. In other words, call a that portion P C and the maximum stress portion P C, the maximum stress portion P C and the vicinity thereof becomes lowest the weak portion of the strength. Incidentally, in FIG. 2, the weakest part P W is shown by shading, and the existence of such a weakest part P W caused by the coupling of the stress is a large one that reduces the strength of the arm 14. It is a cause.

≪3.ナックルアームの強度を向上させるための手段≫
アーム14の強度を向上させるための第1の手段として、図6(a)に示すように、中間部50を、タイロッド36からの作用力Fが作用しない状態において上記主軸線LXが上述した投影線LPに対して傾くような断面形状のものとすることが考えられる。より詳しく言えば、中間部50の断面形状を、作用力Fの作用方向に平行な線をその断面を含む一平面に投影した投影線LFに対して、予定傾斜角θ’傾斜するような形状とするのである。この手段は、タイロッド36の中間部50に捩り力FTが作用することを前提として、中間部50がその捩り力FTの作用によって予定傾斜角θ’だけ回転した場合に、主軸線LXが上記投影線LPに一致するように、予め主軸線LXを傾斜させておくための手段である。この手段を採用すれば、相当に大きな作用力Fが作用した場合に、曲げ力FBの方向と主軸線LXの延びる方向が一致し、その作用力Fが作用した場合の曲げ変形を小さくすることができるのである。つまり、アーム14の中間部50の曲げ剛性を高くすることができるのである。
≪3. Means for improving the strength of the knuckle arm >>
As a first means for improving the strength of the arm 14, as shown in FIG. 6 (a), the intermediate axis 50 has the main axis L X described above in a state where the acting force F from the tie rod 36 does not act. It can be considered that the cross-sectional shape is inclined with respect to the projection line L P. More specifically, the cross-sectional shape of the intermediate portion 50 is inclined with respect to a projected inclination angle θ ′ with respect to a projection line L F obtained by projecting a line parallel to the direction of action of the acting force F onto one plane including the section. It is a shape. This means is based on the premise that a torsional force F T acts on the intermediate part 50 of the tie rod 36, and the main axis L X when the intermediate part 50 is rotated by a predetermined inclination angle θ ′ by the action of the torsional force F T. Is a means for inclining the main axis L X in advance so as to coincide with the projection line L P. By adopting this means, when acts considerably large operating force F, bending force direction of extension of the direction and the major axis L X of F B match, the bending deformation when the operating force F acts reduced It can be done. That is, the bending rigidity of the intermediate portion 50 of the arm 14 can be increased.

アーム14の強度を向上させるための第2の手段として、図6(b)に示すように、中間部50の断面形状を、上下の2辺の一方、つまり、上記主軸線LXを挟んで互いに背向する2つの辺の一方に窪み52を有する形状とすることが考えられる。具体的には、上下方向に関して、ボールスタッド42のスタッド部40からボール部38に向かう方向をボール側方向と、ボール部38からスタッド部40に向かう方向をスタッド側方向と、それぞれ定義した場合に、中間部50のスタッド側方向を向く面である上面に、窪み52を有する形状とするのである。つまり、上下方向において上記作用力Fの作用点Aから遠い面に、窪み(「凹所」と呼ぶこともできる)52を設けるのである。 As a second means for improving the strength of the arm 14, as shown in FIG. 6B, the cross-sectional shape of the intermediate portion 50 is set so that one of the upper and lower sides, that is, the main axis L X is sandwiched therebetween. It can be considered to have a shape having a recess 52 on one of two sides facing each other. Specifically, in the vertical direction, when the direction from the stud portion 40 of the ball stud 42 toward the ball portion 38 is defined as the ball side direction, and the direction from the ball portion 38 toward the stud portion 40 is defined as the stud side direction. The upper surface, which is the surface facing the stud side direction of the intermediate portion 50, has a shape having a recess 52. That is, a depression (also referred to as a “recess”) 52 is provided on a surface far from the point of action A of the acting force F in the vertical direction.

詳しい説明は省略するが、回転中心O’と上記作用力Fの作用点Aとの上下方向における距離である作用点回転中心間距離をdと、中間部50の断面二次極モーメントをIPと、中間部50の横弾性係数をGと、それぞれ表わせば、アーム14の中間部50の傾斜角θは、下式のように表わすことができる。
θ=(F・d)/(G・IP
上記式によれば、作用点回転中心間距離dが小さいほど、傾斜角θが小さくなることが理解できる。
Although a detailed description is omitted, the distance between the rotation points of the action points, which is the distance in the vertical direction between the rotation center O ′ and the action point A of the action force F, is d, and the sectional secondary pole moment of the intermediate portion 50 is I P. If the lateral elastic modulus of the intermediate portion 50 is expressed as G, the inclination angle θ of the intermediate portion 50 of the arm 14 can be expressed by the following equation.
θ = (F · d) / (G · I P )
According to the above equation, it can be understood that the inclination angle θ becomes smaller as the distance d between the action point rotation centers is smaller.

図5に示すように、従来のステアリングナックル10のアーム14の作用点回転中心間距離dがdAであるのに対して、上述したように窪み52を形成したアーム14では、作用点回転中心間距離dがdB(<dA)と小さくなっている。この理論は、純粋な材料力学的な理論であるのでここでの説明は省略するが、窪み52を形成することにより、作用点回転中心間距離dが小さくなり、その結果、同じ作用力Fが作用した場合における断面の傾斜角θ、つまり、中間部50の捩り変形の量が小さくなるのである。すなわち、窪み52を設けることによって、アーム14の中間部の捩り剛性を高くすることができるのである。 As shown in FIG. 5, the distance d between the action point rotation centers of the arms 14 of the conventional steering knuckle 10 is d A , whereas in the arm 14 in which the recess 52 is formed as described above, the action point rotation center. The distance d is as small as d B (<d A ). Since this theory is a pure material dynamic theory, the description thereof will be omitted. However, by forming the recess 52, the distance d between the rotation points of the action points is reduced, and as a result, the same action force F is obtained. The inclination angle θ of the cross section when it acts, that is, the amount of torsional deformation of the intermediate portion 50 is reduced. That is, by providing the recess 52, the torsional rigidity of the intermediate portion of the arm 14 can be increased.

また、上記窪み52を設けることによって、中間部50は、それの断面における左側の短辺として表わされている面と、上側の長辺として表わされている上面のとの間に、あたかも、突起(「凸所」と呼ぶこともできる)54が設けられたような形状をなしている。この突起54の存在により、上述の曲げ起因大応力部PA,捩り起因大応力部PBとの連続する部分における曲げ応力と捩り応力との連成が回避あるいは軽減されることになる。その結果、従来のステアリングナックル10のアーム14において最弱部位PWとされていた部位の強度が高められるのである。 Further, by providing the recess 52, the intermediate portion 50 is as if between the surface represented as the left short side and the upper surface represented as the upper long side in the cross section thereof. The projection 54 (which may also be referred to as a “convex portion”) 54 is provided. The presence of the protrusion 54 avoids or reduces the coupling of the bending stress and the torsional stress at the portion where the bending-induced large stress portion P A and the torsion-induced large stress portion P B are continuous. As a result, the strength of the portion that has been the weakest portion P W in the arm 14 of the conventional steering knuckle 10 is increased.

≪4.実施例のステアリングナックルが有するナックルアーム≫
実施例のステアリングナックル10では、アーム14の強度を向上させるための上記2つの手段の両方とも採用し、中間部50が図4(b)に示す断面形状となるアーム14を有するように構成されている。つまり、中間部50を、主軸線LXを上記投影線LPに対して予定傾斜角θ’傾斜させるとともに、主軸線LXを挟んで互いに背向する2つの辺のうち一方、つまり、スタッド側方向を向く面である上側の面に窪み52を有する形状のものとしている。ちなみに、このアーム14を、図1とは反対側の視点において示したものが図7であり、その図では、窪み52が網掛けによって示されており、その窪み52は、基端部30に近づくにつれて滑らかに浅くなり、先端部32に近づくにつれて滑らかに浅くなる。なお、予定傾斜角θ’についても、基端部30に近づくにつれて漸減し、先端部に近づくにつれて漸減している。
<< 4. The knuckle arm of the steering knuckle of the embodiment >>
In the steering knuckle 10 of the embodiment, both of the above-described two means for improving the strength of the arm 14 are adopted, and the intermediate portion 50 is configured to have the arm 14 having the cross-sectional shape shown in FIG. ing. That is, the intermediate portion 50 is inclined with respect to the projection line L P with respect to the main axis L X with a predetermined inclination angle θ ′, and one of two sides facing each other across the main axis L X , that is, the stud. A shape having a recess 52 on the upper surface, which is a surface facing the side direction, is used. Incidentally, FIG. 7 shows the arm 14 from a viewpoint opposite to that in FIG. 1. In the figure, a depression 52 is shown by shading, and the depression 52 is formed on the proximal end portion 30. As it approaches, it becomes shallower smoothly, and as it approaches the tip 32, it becomes shallower. Note that the planned inclination angle θ ′ also gradually decreases as it approaches the proximal end portion 30 and gradually decreases as it approaches the distal end portion.

主軸線LXの傾斜の向き、つまり、アーム14の中間部50の傾き方向に関して言えば、中間部50は、車両外側に向かう方向の力がタイロッド36からアーム14の先端部に作用した場合におけるアーム14の捩じれによって、主軸線LXの投影線LPに対する傾斜角θが小さくなる側に傾斜するような形状とされている。また、予定傾斜角θ’は、40°以上50°以下(図では、約45°)に設定されている。つまり、アーム14が相当な角度捩られた場合に、主軸線LXの延びる方向と投影線LPが延びる方向が一致する(傾斜角θが0°となる)ようにされている。したがって、実施例のステアリングナックル10は、アーム14の破断の可能性のあるシチュエーションを想定した設計とされているのである。 Speaking of the inclination direction of the main axis L X , that is, the inclination direction of the intermediate portion 50 of the arm 14, the intermediate portion 50 is in the case where a force in the direction toward the vehicle outer side acts on the distal end portion of the arm 14 from the tie rod 36. The arm 14 is twisted so that the inclination angle θ of the main axis L X with respect to the projection line L P is inclined toward the side where the inclination angle θ decreases. Further, the planned inclination angle θ ′ is set to 40 ° or more and 50 ° or less (about 45 ° in the figure). That is, when the arm 14 is twisted substantial angle, direction projected line L P and the direction of extension of the major axis L X extends coincides (tilt angle θ is 0 ° to become) are adapted. Therefore, the steering knuckle 10 of the embodiment is designed to assume a situation where the arm 14 may be broken.

なお、図4,図7に示すアーム14を有する実施例のステアリングナックル10は、右前輪用であり、かつ、ナックル本体12から車両後方側にアーム14が延び出すステアリングナックル10である。実施例のステアリングナックル10は、左輪用のステアリングナックル,車両前方側にアーム14が延び出すステアリングナックルをも対象とする。図8に模式的に示すように、右輪60R用であるか左輪60L用であるか、および、アーム14が車両前方側に延び出すか車両後方側に延び出すかによって、アーム14の上記傾斜の方向を変更すればよい。ちなみに、図8(a),(b),(c),(d)は、それぞれ、右輪60R用でアーム14が車両後方側に延び出すもの,左輪60L用でアーム14が車両後方側に延び出すもの,右輪60R用でアーム14が車両前方側に延び出すもの,左輪60L用でアーム14が車両前方側に延び出すもののそれぞれのアーム14の中間部50の断面を示している。   The steering knuckle 10 of the embodiment having the arm 14 shown in FIGS. 4 and 7 is a steering knuckle 10 for the right front wheel and the arm 14 extending from the knuckle body 12 to the vehicle rear side. The steering knuckle 10 of the embodiment is also intended for a steering knuckle for a left wheel and a steering knuckle with an arm 14 extending to the front side of the vehicle. As schematically shown in FIG. 8, the inclination of the arm 14 depends on whether it is for the right wheel 60R or the left wheel 60L, and whether the arm 14 extends toward the vehicle front side or the vehicle rear side. You can change the direction of. 8 (a), (b), (c), and (d) are for the right wheel 60R and the arm 14 extends to the vehicle rear side, and for the left wheel 60L, the arm 14 is on the vehicle rear side. The cross section of the intermediate portion 50 of each of the extended arm, the right wheel 60R for the right wheel 60R, the arm 14 extending to the vehicle front side, and the left wheel 60L for the arm 14 extending to the vehicle front side is shown.

ちなみに、実施例のステアリングナックル10は、例えば、鍛造,鋳造等によって成形される。その場合、2つの型を用い、それら2つの型を閉型させて、鍛造,鋳造等を行う。つまり、2つの型を閉型させた状態でキャビティを形成する型面が、ステアリングナックル10の外周面となるような対型(ダイセット)を用いて、成形を行う。そのような対型でアーム14を成形する場合、2つの型は、図1におけるアーム14の手前側と奥側に配置され、アーム14の中間部50は、図9に示すようにして形成される。この図から解るように、アーム14の中間部50に上記窪み52が設けられていても、2つの型70,72によって、容易に成形を行うことができる。具体的に言えば、2つの型70,72を図に示すように構成することにより、窪み52が、それらの型70,72の離型(製品をとり出すために2つの型を互いに分離させることを意味する)を阻害することはない。言い換えれば、窪み52が設けられることによって窪み52に隣接する凸部74,76が引っ掛ることなく、それらの型70,72の離型を円滑に行うことができるのである。   Incidentally, the steering knuckle 10 of the embodiment is formed by forging, casting, or the like, for example. In that case, two molds are used, these two molds are closed, and forging, casting, and the like are performed. That is, molding is performed using a pair mold (die set) in which the mold surface that forms the cavity with the two molds closed is the outer peripheral surface of the steering knuckle 10. When forming the arm 14 with such a pair, the two molds are arranged on the front side and the back side of the arm 14 in FIG. 1, and the intermediate portion 50 of the arm 14 is formed as shown in FIG. The As can be seen from this figure, even if the recess 52 is provided in the intermediate portion 50 of the arm 14, the molding can be easily performed by the two molds 70 and 72. Specifically, by configuring the two molds 70 and 72 as shown in the drawing, the recess 52 separates the molds 70 and 72 from each other (the two molds are separated from each other to take out the product). Does not inhibit). In other words, by providing the recess 52, the molds 70 and 72 can be smoothly released without being caught by the convex portions 74 and 76 adjacent to the recess 52.

10:ステアリングナックル 12:ナックル本体 14:ナックルアーム 30:基端部 32:先端部 34:ボールジョイント 36:タイロッド 38:ボール部 40:スタッド部 42:ボールスタッド 44:ハウジング 46:連結孔 50:中間部(中間部分) 52:窪み 54:突起
F:作用力(タイロッドからナックルアームの先端部に作用する力) FB:曲げ力 FT:捩り力 A:作用点 O:重心 O’:回転中心(剛心) LX:主軸線 LY:断面二次モーメントが最大となる軸線 LP:作用力の方向に平行な線の投影線 θ:傾斜角 θ’:予定傾斜角 PA:曲げ起因大応力部 PB:捩り起因大応力部 PC:最大応力部 PW:最弱部位 dA,dB:作用点回転中心間距離
10: Steering knuckle 12: Knuckle body 14: Knuckle arm 30: Base end portion 32: Tip end portion 34: Ball joint 36: Tie rod 38: Ball portion 40: Stud portion 42: Ball stud 44: Housing 46: Connecting hole 50: Intermediate Part (intermediate part) 52: depression 54: protrusion F: acting force (force acting on the tip of the knuckle arm from the tie rod) F B : bending force F T : twisting force A: acting point O: center of gravity O ': center of rotation (Tsuyoshikokoro) L X: main axis L Y: axial second moment is maximized L P: projection line of a line parallel to the direction of the applied force theta: the inclination angle theta ': planned inclination angle P a: bending due overstress section P B: torsional due overstress section P C: maximum stress portion P W: weak portion d A, d B: distance between the point the center of rotation

Claims (6)

車輪を保持し、先端部においてタイロッドに接続されるナックルアームを有する車両用ステアリングナックルであって、
前記ナックルアームの軸線方向における中間部分が、
当該ナックルアームの軸線に直角な断面の主軸線が、前記タイロッドからの力の作用方向に平行な線を前記断面を含む一平面へ投影した投影線に対して傾斜するような形状とされた車両用ステアリングナックル。
A vehicle steering knuckle that has a knuckle arm that holds a wheel and is connected to a tie rod at a tip portion,
An intermediate portion in the axial direction of the knuckle arm is
A vehicle having a shape in which a principal axis of a cross section perpendicular to the axis of the knuckle arm is inclined with respect to a projection line obtained by projecting a line parallel to an action direction of a force from the tie rod onto one plane including the cross section. Steering knuckle.
前記ナックルアームが、
ボールジョイントを介して前記タイロッドに接続され、前記先端部に、そのボールジョイントのボールスタッドのスタッド部が上下方向に嵌入する連結孔を有する請求項1に記載の車両用ステアリングナックル。
The knuckle arm is
2. The vehicle steering knuckle according to claim 1, wherein the steering knuckle for a vehicle is connected to the tie rod via a ball joint, and has a connecting hole into which a stud portion of a ball stud of the ball joint is vertically inserted at the tip portion.
前記中間部分が、
車両外側に向かう方向の力が前記タイロッドから前記ナックルアームの先端部に作用した場合における前記ナックルアームの捩じれによって、前記主軸線の前記投影線に対する傾斜が小さくなる側に、前記主軸線が前記投影線に対して傾斜するような形状とされた請求項1または請求項2に記載の車両用ステアリングナックル。
The intermediate portion is
The main axis is projected to the side where the inclination of the main axis to the projection line becomes smaller due to the twisting of the knuckle arm when a force in the direction toward the outside of the vehicle acts on the tip of the knuckle arm from the tie rod. The steering knuckle for a vehicle according to claim 1 or 2, wherein the steering knuckle is configured to be inclined with respect to a line.
前記中間部分が、当該中間部分の外周面のうちの前記主軸線を挟んで互いに背向する2つの面の一方に窪みを有する形状とされた請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の車両用ステアリングナックル。   The intermediate portion according to any one of claims 1 to 3, wherein the intermediate portion has a shape having a recess on one of two surfaces facing each other across the main axis of the outer peripheral surface of the intermediate portion. The steering knuckle for vehicles as described. 前記ナックルアームが、
ボールジョイントを介して前記タイロッドに接続され、前記先端部に、そのボールジョイントのボールスタッドのスタッド部が上下方向に嵌入する連結孔を有し、
前記ボールスタッドのスタッド部とボール部との上下方向における位置関係に従って、上下方向の一方を、前記スタッド部からボール部に向かう方向であるボール側方向と、他方を、前記ボール部から前記スタッド部に向かう方向であるスタッド側方向と、それぞれ定義した場合に、前記中間部が、前記2つの面のうち、スタッド側方向を向く面に前記窪みを有する形状とされた請求項4に記載の車両用ステアリングナックル。
The knuckle arm is
It is connected to the tie rod via a ball joint, and has a connecting hole into which the stud portion of the ball stud of the ball joint is fitted vertically in the tip portion.
According to the positional relationship in the vertical direction between the stud portion and the ball portion of the ball stud, one side in the vertical direction is a ball side direction that is a direction from the stud portion toward the ball portion, and the other is from the ball portion to the stud portion. 5. The vehicle according to claim 4, wherein the intermediate portion has a shape having the depression in a surface facing the stud side direction of the two surfaces when each is defined as a stud side direction that is a direction toward the stud. Steering knuckle.
前記断面の主軸線が、前記投影線に対して、それらのなす角度が40°以上50°以下となるように傾斜する請求項1ないし請求項5のいずれか1つに記載の車両用ステアリングナックル。
The vehicle steering knuckle according to any one of claims 1 to 5, wherein the main axis of the cross section is inclined with respect to the projection line so that an angle formed by the main axis is not less than 40 ° and not more than 50 °. .
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