JP2015101112A - Wheel support device - Google Patents

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JP2015101112A JP2013240817A JP2013240817A JP2015101112A JP 2015101112 A JP2015101112 A JP 2015101112A JP 2013240817 A JP2013240817 A JP 2013240817A JP 2013240817 A JP2013240817 A JP 2013240817A JP 2015101112 A JP2015101112 A JP 2015101112A
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勇輔 越智
Yusuke Ochi
勇輔 越智
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce load acting on a cabin C from front wheels 10 at small overlap collision.SOLUTION: A base end of a tie rod 40 and a tip end of a rack bar 51 are connected to each other by a ball joint 60. A stopper 41 which abuts on a socket open end 67 of the ball joint 60 is formed at the base end of the tie rod 40. When an oscillation angle θ of the tie rod reaches a release set oscillation angle θmax2 which is set at an angle becoming larger than a normal-time maximum oscillation angle θmax1, and smaller than a collision-time oscillation angle θcrash, the stopper 41 abuts on the socket open end 67, and a ball 62 is withdrawn from a socket 61. By this constitution, connection between the tie rod 40 and the rack bar 51 is released, and the front wheels 10 largely outwardly rotate, and are pushed out to both sides outside a vehicle.

Description

本発明は、前輪を転舵可能に支持する車輪支持装置に関する。   The present invention relates to a wheel support device that supports a front wheel in a steerable manner.

従来から、車体前方から入力した衝突荷重を、前輪の挙動を利用して車体メンバに分散させる技術が知られている。例えば、特許文献1では、車両前方から入力した衝突荷重により、前輪を外転させつつ後退させて車体メンバに干渉させることで、衝突荷重を前輪から車体メンバに分散させる技術が提案されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for dispersing a collision load input from the front of a vehicle body to vehicle body members using the behavior of front wheels is known. For example, Patent Document 1 proposes a technique for dispersing a collision load from a front wheel to a vehicle body member by causing the front wheel to move backward while causing it to interfere with a vehicle body member by a collision load input from the front of the vehicle.

特開2004−9893号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-9893

車両の幅方向端でバリアと正面から衝突するスモールオーバーラップ衝突時においては、前輪を外側に大きく転舵させることにより、前輪からキャビンに作用する荷重を低減することができる。しかし、転舵形式によっては、スモールオーバーラップ衝突時に前輪を良好に外転させることができない。以下、その理由について説明する。図6は、スモールオーバーラップ衝突時の前輪の動きを模式的に表した図である。前輪FWは、サスペンションアームSAに取り付けられたナックルNにより回転可能に支持される。ナックルNには、タイロッドTRの先端が連結される。タイロッドTRは、その基端がラックバーRBに連結され、ラックバーRBの軸線方向運動によって揺動して前輪FWを転舵する。   In the case of a small overlap collision that collides with the barrier from the front at the width direction end of the vehicle, the load acting on the cabin from the front wheel can be reduced by turning the front wheel largely outward. However, depending on the type of steering, the front wheels cannot be rotated well in a small overlap collision. The reason will be described below. FIG. 6 is a diagram schematically illustrating the movement of the front wheels at the time of a small overlap collision. The front wheel FW is rotatably supported by a knuckle N attached to the suspension arm SA. The tip of the tie rod TR is connected to the knuckle N. The base end of the tie rod TR is connected to the rack bar RB, and swings by the axial movement of the rack bar RB to steer the front wheel FW.

スモールオーバーラップ衝突時には、前輪FWがバリアBにより車両後方に押される。これにより、前輪FWが外側に転向し始める。前輪がそのまま外側に大きく転向すれば、キャビンへ作用する荷重を低減することができるものの、図6に示すように、タイロッドTRが、前輪FWのキングピン軸よりも車両前方側でナックルNに連結されている形式の車両においては、前輪FWは、タイロッドTRに引っ張られた状態で車両後方に押されていく。従って、前輪は外側に大きく転向されることなくキャビンC側に向けてめり込む。このため、キャビンCに作用する荷重を良好に低減することができなくなる。   During a small overlap collision, the front wheel FW is pushed rearward by the barrier B. Thereby, the front wheel FW begins to turn outward. Although the load acting on the cabin can be reduced if the front wheel turns to the outside as it is, the tie rod TR is connected to the knuckle N on the front side of the vehicle with respect to the kingpin shaft of the front wheel FW as shown in FIG. In this type of vehicle, the front wheel FW is pushed rearward while being pulled by the tie rod TR. Therefore, the front wheel is recessed toward the cabin C without being largely turned outward. For this reason, the load acting on the cabin C cannot be reduced well.

これに対して、タイロッドTRが、前輪FWのキングピン軸よりも車両後方側でナックルNに連結されている形式の車両においては、前輪FWの外転によるタイロッドTRの揺動方向と、前輪FWの後方移動によるタイロッドTRの揺動方向とが逆となるため、結果としてタイロッドTRの揺動量が少ない。また、仮に、タイロッドTRが前輪FWを引っ張っても、その力は、前輪FWを外転させるように作用する。このため、タイロッドTRが前輪FWの外転を邪魔しない。   On the other hand, in a vehicle in which the tie rod TR is connected to the knuckle N on the rear side of the vehicle relative to the kingpin shaft of the front wheel FW, the swing direction of the tie rod TR due to the outer rotation of the front wheel FW and the front wheel FW Since the swinging direction of the tie rod TR due to the backward movement is reversed, the swinging amount of the tie rod TR is small as a result. Further, even if the tie rod TR pulls the front wheel FW, the force acts to rotate the front wheel FW. For this reason, the tie rod TR does not disturb the abduction of the front wheel FW.

本発明の目的は、上記問題に対処するためになされたもので、キングピン軸よりも車両前方側でタイロッドがナックルに接続された車輪支持装置において、スモールオーバーラップ衝突時に前輪からキャビンに作用する荷重を低減することにある。   An object of the present invention is to cope with the above-described problem. In a wheel support device in which a tie rod is connected to a knuckle on the front side of a vehicle with respect to a kingpin shaft, a load acting on a cabin from a front wheel at the time of a small overlap collision. It is to reduce.

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、前輪(10)を車体に対して回転可能に支持するナックル(20)と、先端がキングピン軸よりも車両前方側で前記ナックルに接続され、基端がステアリング装置に設けられたラックバー(51)に接続されるタイロッド(40)と、を備えた車輪支持装置において、
前記タイロッドと前記ラックバーとは、前記ラックバーの先端に設けられるソケット(61)と、前記タイロッドの基端に設けられ前記ソケット内に収納されるボール(62)とを構成要素として備えたボールジョイント(60)によって接続され、
前記タイロッドは、前記ボールが設けられる部位の近傍に、前記ソケットに対して前記タイロッドが揺動できる範囲を前記ソケットとの当接により制限するストッパ(41)を備え、
前記ストッパにより制限される前記タイロッドの揺動できる最大揺動角は、前記ステアリング装置が制限する前記前輪の最大舵角に対応する前記タイロッドの揺動角(θmax1)よりも大きく、車両衝突時に前記前輪を前記ステアリング装置から開放させる揺動角として予め設定した設定揺動角(θmax2)であり、
外部から前記前輪に入力された力によって前記タイロッドを前記設定揺動角よりも大きく揺動させようとする力が働いたとき、前記ストッパと前記ソケットとの当接によって、前記ボールを前記ソケットから離脱させる、あるいは、前記タイロッドを破断させるように構成されたことにある。
In order to achieve the above object, the present invention is characterized by a knuckle (20) that rotatably supports a front wheel (10) with respect to a vehicle body, and a tip connected to the knuckle on the vehicle front side of the kingpin shaft, A wheel support device including a tie rod (40) connected to a rack bar (51) provided at a base end of the steering device;
The tie rod and the rack bar include a socket (61) provided at a tip of the rack bar and a ball (62) provided at a base end of the tie rod and housed in the socket as constituent elements. Connected by a joint (60),
The tie rod is provided with a stopper (41) that limits a range in which the tie rod can swing with respect to the socket by contact with the socket in the vicinity of a portion where the ball is provided.
The maximum swing angle that the tie rod can swing that is limited by the stopper is larger than the swing angle (θmax1) of the tie rod that corresponds to the maximum steering angle of the front wheel that is limited by the steering device. A preset swing angle (θmax2) set in advance as a swing angle for releasing the front wheel from the steering device;
When a force to swing the tie rod larger than the set swing angle is exerted by a force input to the front wheel from the outside, the ball is removed from the socket by the contact between the stopper and the socket. It is configured to be detached or to break the tie rod.

本発明においては、タイロッドの先端がキングピン軸よりも車両前方側でナックルに接続され、タイロッドの基端がラックバーに接続されている。タイロッドとラックバーとは、ボールジョイントによって接続される。このボールジョイントは、ラックバーの先端に設けられるソケットと、タイロッドの基端に設けられソケット内に収納されるボールとを構成要素として備えている。従って、ドライバーのハンドル操作によってラックバーが軸線方向に運動すると、この軸線方向運動によってタイロッドがボールジョイントを支点として揺動しながら前輪を転舵する。タイロッドとナックルとの接続は、直接的な接続を意味しているわけではなく、例えば、別部品として設けたナックルアームを介して行うものであってもよい。また、接続部には、ボールジョイントなどを介在させるとよい。   In the present invention, the tip of the tie rod is connected to the knuckle on the vehicle front side of the kingpin shaft, and the base end of the tie rod is connected to the rack bar. The tie rod and the rack bar are connected by a ball joint. This ball joint includes a socket provided at the tip of the rack bar and a ball provided at the base end of the tie rod and housed in the socket. Accordingly, when the rack bar moves in the axial direction by the driver's handle operation, the front wheel is steered while the tie rod swings about the ball joint as a fulcrum by this axial movement. The connection between the tie rod and the knuckle does not mean a direct connection, and may be performed, for example, via a knuckle arm provided as a separate part. Moreover, it is good to interpose a ball joint etc. in a connection part.

タイロッドには、ボールが設けられる部位の近傍にストッパが設けられている。このストッパは、ラックバーの先端に設けられたソケットと当接することにより、ソケットに対してタイロッドが揺動できる範囲を制限する。例えば、ストッパは、タイロッドの側面から径方向外側に突出して形成される。前輪の最大舵角は、ステアリング装置によって制限されているが、このストッパにより制限されるタイロッドの揺動できる最大揺動角は、ステアリング装置が制限する最大舵角に対応するタイロッドの揺動角よりも大きく、車両衝突時に前輪をステアリング装置から開放させる(切り離す)揺動角として予め設定した設定揺動角となっている。タイロッドの揺動角とは、タイロッドのソケットに対する揺動角を表す。   The tie rod is provided with a stopper in the vicinity of a portion where the ball is provided. This stopper limits the range in which the tie rod can swing with respect to the socket by contacting the socket provided at the tip of the rack bar. For example, the stopper is formed to protrude radially outward from the side surface of the tie rod. The maximum steering angle of the front wheels is limited by the steering device, but the maximum swing angle of the tie rod that can be swung limited by this stopper is greater than the swing angle of the tie rod corresponding to the maximum rudder angle limited by the steering device. The set swing angle is set in advance as the swing angle at which the front wheel is released (separated) from the steering device in the event of a vehicle collision. The swing angle of the tie rod represents the swing angle of the tie rod with respect to the socket.

車両がスモールオーバーラップ衝突した場合、前輪は、衝突荷重によって車両後方へ押されながら外転する。これに伴ってタイロッドの揺動角が増加する。揺動角が設定揺動角に達するとストッパがソケットに当接する。そして、タイロッドを設定揺動角よりも大きく揺動させようとする力が働くと、タイロッドは、ストッパとソケットとの当接点を支点として揺動する。これにより、ボールがソケットから引き出される(離脱する)、あるいは、タイロッドの基端に曲げ応力が集中してタイロッドが破断する。この結果、タイロッドとラックバーとの連結が解除され、前輪は、ステアリング装置から開放されて大きく外転する。従って、本発明によれば、前輪からキャビンへ作用する荷重を低減することができる。   When the vehicle collides with a small overlap, the front wheels rotate while being pushed rearward by the collision load. Along with this, the swing angle of the tie rod increases. When the swing angle reaches the set swing angle, the stopper comes into contact with the socket. When a force for swinging the tie rod larger than the set swing angle is applied, the tie rod swings with the contact point between the stopper and the socket as a fulcrum. As a result, the ball is pulled out (detached) from the socket, or bending stress concentrates on the proximal end of the tie rod and the tie rod is broken. As a result, the connection between the tie rod and the rack bar is released, and the front wheels are released from the steering device and largely abducted. Therefore, according to this invention, the load which acts on a cabin from a front wheel can be reduced.

尚、上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。   In the above description, in order to help the understanding of the invention, the reference numerals used in the embodiments are attached to the configuration of the invention corresponding to the embodiment in parentheses, but each constituent element of the invention is the reference numeral. It is not limited to the embodiment defined by.

タイロッドとラックバーとの連結構造を表す一部断面図である。It is a partial sectional view showing the connection structure of a tie rod and a rack bar. 通常時最大揺動角θmax1を表す説明図である。It is explanatory drawing showing normal time maximum rocking angle thetamax1. 離脱設定揺動角θmax2を表す説明図である。It is explanatory drawing showing detachment setting rocking angle thetamax2. タイロッドがラックバーから離脱するときの動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing when a tie rod remove | deviates from a rack bar. 本実施形態に係るスモールオーバーラップ衝突時の前輪の動きを模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the motion of the front wheel at the time of the small overlap collision which concerns on this embodiment. 従来例に係るスモールオーバーラップ衝突時の前輪の動きを模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the motion of the front wheel at the time of the small overlap collision which concerns on a prior art example.

以下、本発明の一実施形態に係る車輪支持装置について図面を用いて説明する。車輪支持装置は、図5に示すように、前輪10を回転可能に支持するナックル20と、ナックル20を車体100に対して揺動可能に支持するサスペンションアーム30と、ナックル20に連結され前輪10を転舵するためのタイロッド40とを備えている。ナックル20は、図示しないボールベアリングによってアクスルハブを回転可能に支持している。前輪10は、アクスルハブに固定される。これにより、ナックル20は、前輪10を回転可能に支持する。   Hereinafter, a wheel support device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 5, the wheel support device includes a knuckle 20 that rotatably supports the front wheel 10, a suspension arm 30 that rotatably supports the knuckle 20 with respect to the vehicle body 100, and a front wheel 10 that is connected to the knuckle 20. And a tie rod 40 for steering. The knuckle 20 rotatably supports the axle hub by a ball bearing (not shown). The front wheel 10 is fixed to the axle hub. Thereby, the knuckle 20 supports the front wheel 10 rotatably.

サスペンションアーム30は、略V字状に形成されたロアアームであって、V字体の両端となる位置に車体側連結部31,32を備え、V字体の中央頂点となる位置に車輪側連結部33を備えている。車体側連結部31,32は、それぞれブッシュ31b,32bを介して車体100(サスペンションメンバ)に連結される。車体前連結部31は、車体側連結部32に対して車両前方側に連結される。また、車輪側連結部33は、車体100から車幅外方向に突出して設けられ、ボールジョイント21を介してアクスルバブのほぼ真下となる位置でナックル20に連結される。従って、前輪10は、サスペンションアーム30によって、車体100に対して揺動可能、かつ、転向可能に支持される。   The suspension arm 30 is a lower arm formed in a substantially V shape, and includes vehicle body side connection portions 31 and 32 at positions corresponding to both ends of the V shape, and a wheel side connection portion 33 at a position corresponding to the central vertex of the V shape. It has. The vehicle body side connection portions 31 and 32 are connected to the vehicle body 100 (suspension member) via bushes 31b and 32b, respectively. The vehicle body front connecting portion 31 is connected to the vehicle front side with respect to the vehicle body side connecting portion 32. Further, the wheel side connecting portion 33 is provided so as to project outward from the vehicle body 100 in the vehicle width direction, and is connected to the knuckle 20 at a position almost directly below the axle bubbling via the ball joint 21. Therefore, the front wheel 10 is supported by the suspension arm 30 so as to be swingable and turnable with respect to the vehicle body 100.

タイロッド40の基端は、ステアリングギヤボックス50に設けられたラックバー51の先端とボールジョイント60を介して連結される。また、タイロッド40の先端は、ナックル20とボールジョイント22を介して連結される。ボールジョイント21,22は、それぞれ連結軸が略上下方向に向くように設けられる。   The proximal end of the tie rod 40 is connected to the distal end of a rack bar 51 provided in the steering gear box 50 via a ball joint 60. Further, the tip of the tie rod 40 is connected via the knuckle 20 and the ball joint 22. Each of the ball joints 21 and 22 is provided such that the connecting shaft is directed substantially in the vertical direction.

本実施形態の車輪支持装置を備えた車両は、ステアリングギヤボックス50が車両前方側に設けられる後輪駆動車であり、タイロッド40とナックル20との連結位置が、サスペンションアーム30とナックル20との連結位置よりも車両前方側となっている。このため、タイロッド40は、キングピン軸(前輪の転舵軸)よりも車両前方側でナックル20に連結される。   The vehicle provided with the wheel support device of the present embodiment is a rear wheel drive vehicle in which a steering gear box 50 is provided on the front side of the vehicle, and the connection position between the tie rod 40 and the knuckle 20 is determined between the suspension arm 30 and the knuckle 20. It is on the vehicle front side from the connection position. For this reason, the tie rod 40 is connected to the knuckle 20 on the vehicle front side with respect to the kingpin shaft (the steered shaft of the front wheels).

ラックバー51は、本体部がステアリングギヤボックス50内に配設されるとともに、その左右両端(車幅方向両端)がステアリングギヤボックス50から露出している。ステアリングギヤボックス50は、内部にラックアンドピニオン機構を備えており、操舵ハンドルによって回転するステアリングシャフトの回転運動をラックアンドピニオン機構でラックバー51の車幅方向の進退動作に変換する。   The main body of the rack bar 51 is disposed in the steering gear box 50 and both left and right ends (both ends in the vehicle width direction) are exposed from the steering gear box 50. The steering gear box 50 includes a rack and pinion mechanism therein, and converts the rotational movement of the steering shaft rotated by the steering handle into the advancing and retreating operation of the rack bar 51 in the vehicle width direction by the rack and pinion mechanism.

ラックバー51の先端には、図1に示すように、ボールジョイント60の構成要素である金属製のソケット61が固定される。ソケット61は、ボール62を収納するボール収納座63と、ボール収納座63の基端側に一体的に設けられる締結用ボルト64とを備えている。ソケット61は、締結用ボルト64を、ラックバー51の先端に設けたネジ穴52と螺合することにより、ラックバー51の先端に締結される。   As shown in FIG. 1, a metal socket 61 that is a component of the ball joint 60 is fixed to the tip of the rack bar 51. The socket 61 includes a ball storage seat 63 that stores the ball 62, and a fastening bolt 64 that is integrally provided on the base end side of the ball storage seat 63. The socket 61 is fastened to the front end of the rack bar 51 by screwing a fastening bolt 64 with a screw hole 52 provided at the front end of the rack bar 51.

ボール収納座63は、樹脂製のシート65を介して金属製の球状のボール62を収納する。ボール62は、ソケット61と組をなすボールジョイント60の構成要素をなすもので、タイロッド40の基端に設けられている。ボール62とタイロッド40とは、図2に示すように、タイロッド40の中心軸L2がボールの中心Oを通るような配置で一体的に形成されている。ボール収納座63の先端側には、円形状の開放口66が形成されており、この開放口66から、ボール62とタイロッド40との連結部が露出している。ソケット61は、開放口66の中心とボール収納座63の中心とを結ぶソケット中心軸L1(すなわち、開放口66の中心とボール62の中心Oとを結ぶ中心軸)が、ラックバー51の中心軸(ラック軸と呼ぶ)と同軸上に配置されるようにラックバー51の先端に固定される。尚、ソケット中心軸L1がラック軸に対して同軸関係とならない所定角度を成すようにソケット61をラックバー51の先端に固定してもよい。   The ball storage seat 63 stores a metal spherical ball 62 via a resin sheet 65. The ball 62 forms a component of the ball joint 60 that forms a pair with the socket 61, and is provided at the proximal end of the tie rod 40. As shown in FIG. 2, the ball 62 and the tie rod 40 are integrally formed in such an arrangement that the central axis L2 of the tie rod 40 passes through the center O of the ball. A circular opening 66 is formed at the front end side of the ball storage seat 63, and a connecting portion between the ball 62 and the tie rod 40 is exposed from the opening 66. In the socket 61, the socket central axis L1 that connects the center of the opening 66 and the center of the ball storage seat 63 (that is, the central axis that connects the center of the opening 66 and the center O of the ball 62) is the center of the rack bar 51. It is fixed to the tip of the rack bar 51 so as to be arranged coaxially with the shaft (referred to as a rack shaft). The socket 61 may be fixed to the tip of the rack bar 51 so that the socket center axis L1 forms a predetermined angle that is not coaxial with the rack axis.

ソケット61は、ボール62をボール収納座63に収納した状態でタイロッド40を揺動可能に支持する。このタイロッド40とラックバー51との連結部は、蛇腹状のブーツ70により覆われている。   The socket 61 supports the tie rod 40 in a swingable manner in a state where the ball 62 is stored in the ball storage seat 63. The connecting portion between the tie rod 40 and the rack bar 51 is covered with a bellows-like boot 70.

タイロッド40は、このように両端がラックバー51とナックル20とに連結しているため、ハンドル操作によってラックバー51がラック軸方向に進退運動をすると、それに合わせて揺動しながら前輪10を転舵する。以下、タイロッド40のソケット61に対する揺動角、つまり、タイロッド40の中心軸L2とソケット中心軸L1との成す角度をタイロッド揺動角θと呼ぶ。   Since both ends of the tie rod 40 are connected to the rack bar 51 and the knuckle 20 as described above, when the rack bar 51 moves back and forth in the rack axis direction by a handle operation, the front wheel 10 is rotated while swinging accordingly. Rudder. Hereinafter, the swing angle of the tie rod 40 with respect to the socket 61, that is, the angle formed by the center axis L2 of the tie rod 40 and the socket center axis L1 is referred to as a tie rod swing angle θ.

タイロッド40の基端には、径方向外側に向けてリング状に突出したストッパ41が一体的に形成されている。ストッパ41は、タイロッド40がボール62の中心O(ボール収納座63の中心)を支点として揺動したときに、ストッパ41の揺動方向の延長線上にソケット61の開放口66の端部67(以下、ソケット開放端67と呼ぶ)が配置されるように位置決めされている。   A stopper 41 protruding in a ring shape toward the radially outer side is integrally formed at the base end of the tie rod 40. When the tie rod 40 swings with the center O of the ball 62 (the center of the ball storage seat 63) as a fulcrum, the stopper 41 has an end 67 (on the opening portion 66 of the socket 61 on the extension line in the swing direction of the stopper 41). Hereinafter, it is positioned so that the socket open end 67) is arranged.

ドライバーが操舵することのできる前輪10の舵角範囲(最大舵角)は、ラックバー51の進退ストローク範囲によって設定されている。例えば、ステアリングギヤボックス50に設けた図示しないラックエンド部材によってラックバー51の左右の最大進退位置(ストロークエンド)が設定され、これにより前輪10の舵角範囲が決定される。通常の使用状態では、この舵角範囲にて前輪10が転舵される。前輪10の外向きの最大舵角時におけるタイロッド揺動角θを通常時最大揺動角θmax1と呼ぶ。   The rudder angle range (maximum rudder angle) of the front wheels 10 that can be steered by the driver is set by the forward / backward stroke range of the rack bar 51. For example, the left and right maximum advance / retreat positions (stroke ends) of the rack bar 51 are set by a rack end member (not shown) provided in the steering gear box 50, thereby determining the steering angle range of the front wheels 10. In a normal use state, the front wheels 10 are steered in this steering angle range. The tie rod swing angle θ when the front wheel 10 is at the maximum outward steering angle is referred to as a normal maximum swing angle θmax1.

ストッパ41は、図2に示すように、タイロッド揺動角θが通常時最大揺動角θmax1になる状態、つまり、操舵ハンドルによって前輪10が外向きに最大舵角にまで転舵された状態ではソケット開放端67には当たらず、図3に示すように、タイロッド揺動角θが離脱設定揺動角θmax2になる位置でソケット開放端67に当接するように、その径方向の張り出した長さが設定されている。   As shown in FIG. 2, the stopper 41 is in a state where the tie rod swing angle θ is the maximum swing angle θmax1 in the normal state, that is, in a state where the front wheel 10 is steered outward to the maximum steering angle by the steering handle. As shown in FIG. 3, the protruding length in the radial direction so as to contact the socket open end 67 at a position where the tie rod swing angle θ becomes the separation set swing angle θmax2 as shown in FIG. Is set.

本願発明者らは、種々のスモールオーバーラップ衝突テストを行い、スモールオーバーラップ衝突時におけるタイロッド40の最大揺動角(衝突時揺動角θcrashと呼ぶ)を測定した。この衝突時揺動角θcrashは、通常時最大揺動角θmax1よりも大きな角度となっている。上述したように、スモールオーバーラップ衝突時に前輪10の動きがタイロッド40によって拘束されていると、前輪10を大きく外転させることができなくなる。そこで、本実施形態においては、スモールオーバーラップ衝突時には、前輪10が車両後方に移動している途中で、タイロッド40による前輪10の拘束を解除する。そのためには、前輪10の拘束解除を、タイロッド40の揺動角が衝突時揺動角θcrashに達する前に行う必要がある。この衝突時揺動角θcrashは、複数のテストで得られた衝突時揺動角θcrashの最小値より小さい値を採用するとよい。   The inventors of the present application performed various small overlap collision tests, and measured the maximum swing angle of the tie rod 40 (referred to as a swing angle θcrash during a collision) at the time of the small overlap collision. The collision swing angle θcrash is larger than the normal maximum swing angle θmax1. As described above, if the movement of the front wheel 10 is constrained by the tie rod 40 at the time of the small overlap collision, the front wheel 10 cannot be largely rotated. Therefore, in the present embodiment, at the time of a small overlap collision, the restraint of the front wheel 10 by the tie rod 40 is released while the front wheel 10 is moving rearward of the vehicle. For this purpose, it is necessary to release the restraint of the front wheel 10 before the swing angle of the tie rod 40 reaches the swing angle θcrash at the time of collision. The collision swing angle θcrash may be a value smaller than the minimum value of the collision swing angle θcrash obtained in a plurality of tests.

本実施形態においては、タイロッド40の揺動によりストッパ41をソケット開放端67に当接させることにより、ボール62をボール収納座63から引き出して、あるいは、タイロッド40の基部に曲げ応力を集中させてタイロッド40を破断させる。これにより、タイロッド40がラックバー51から切り離されて、タイロッド40による前輪10の拘束を解除する。そのようにするために、離脱設定揺動角θmax2、つまり、ストッパ41がソケット開放端67に当接するときのタイロッド揺動角は、通常時最大揺動角θmax1よりも大きく、かつ、衝突時揺動角θcrashよりも小さい角度に設定されている(θmax1<θmax2<θcrash)。従って、車両衝突が発生していない通常時においては、ストッパ41が操舵操作の邪魔をせず、スモールオーバーラップ衝突時においては、確実にストッパ41をソケット開放端67に当接させることができる。   In this embodiment, the stopper 41 is brought into contact with the socket open end 67 by swinging the tie rod 40, whereby the ball 62 is pulled out from the ball storage seat 63 or bending stress is concentrated on the base of the tie rod 40. The tie rod 40 is broken. Thereby, the tie rod 40 is separated from the rack bar 51, and the restraint of the front wheel 10 by the tie rod 40 is released. In order to do so, the detachment set swing angle θmax2, that is, the tie rod swing angle when the stopper 41 abuts against the socket open end 67 is larger than the normal maximum swing angle θmax1, and the swing at the time of collision is It is set to an angle smaller than the moving angle θcrash (θmax1 <θmax2 <θcrash). Accordingly, the stopper 41 does not interfere with the steering operation in a normal time when no vehicle collision occurs, and the stopper 41 can be reliably brought into contact with the socket opening end 67 in the small overlap collision.

スモールオーバーラップ衝突時には、前輪10がバリアBによって車両後方に押されて外側に転向する。例えば、サスペンションアーム30を支持するサスペンションメンバ100が変形したり、サスペンションアーム30の車体側連結部31あるいは車体側連結部32が外れてサスペンションアーム30の向きが後方に変化したりして、前輪10が外側に向けられる。この段階では、前輪10は、タイロッド40を介してラックバー51に連結されているため、タイロッド40に引っ張られながら車両後方に移動する。これにより、タイロッド揺動角θが増加していく。   At the time of a small overlap collision, the front wheel 10 is pushed rearward by the barrier B and turned outward. For example, the suspension member 100 that supports the suspension arm 30 may be deformed, or the vehicle body side connection portion 31 or the vehicle body side connection portion 32 of the suspension arm 30 may be removed to change the direction of the suspension arm 30 to the rear. Is directed outward. At this stage, since the front wheel 10 is connected to the rack bar 51 via the tie rod 40, the front wheel 10 moves rearward while being pulled by the tie rod 40. As a result, the tie rod swing angle θ increases.

そして、タイロッド揺動角θが離脱設定揺動角θmax2に達すると、図3に示すように、ストッパ41がソケット開放端67に当接する。バリアBから前輪10に車両後方に向かう荷重が働いている場合には、タイロッド40を揺動させようとする力が継続して作用する。これによりタイロッド40は、図4に示すように、ストッパ41とソケット開放端67との当接点Pを支点として揺動する。このため、ボール62がボール収納座63から引き出される。あるいは、タイロッド40の基部に曲げ応力が集中してタイロッド40が破断する。   When the tie rod swing angle θ reaches the detachment set swing angle θmax2, the stopper 41 comes into contact with the socket open end 67 as shown in FIG. When a load directed from the barrier B to the front wheel 10 is applied to the rear of the vehicle, a force for swinging the tie rod 40 continues to act. As a result, the tie rod 40 swings with the contact point P between the stopper 41 and the socket open end 67 as a fulcrum as shown in FIG. Therefore, the ball 62 is pulled out from the ball storage seat 63. Alternatively, bending stress concentrates on the base of the tie rod 40 and the tie rod 40 breaks.

従って、ラックバー51とタイロッド40との連結が解除され、その結果として、前輪10がタイロッド40により拘束されない状態、つまり、ステアリング装置から開放された状態となる。こうして、図5に示すように、前輪10は、車両後方に向かう荷重によって大きく外転する。これにより、前輪10がキャビンC内に入り込まないようになり、前輪10からキャビンCに作用する荷重を低減することができる。また、スモールオーバーラップ衝突時には、前輪10回りの部品も破損するため、タイロッド40から切り離された前輪10は、車両の幅方向外側に押し出されやすい。これによってもキャビンCに作用する荷重を低減することができる。   Accordingly, the connection between the rack bar 51 and the tie rod 40 is released, and as a result, the front wheel 10 is not restrained by the tie rod 40, that is, is released from the steering device. Thus, as shown in FIG. 5, the front wheel 10 is largely abducted by the load toward the rear of the vehicle. Thereby, the front wheel 10 is prevented from entering the cabin C, and the load acting on the cabin C from the front wheel 10 can be reduced. Further, since the parts around the front wheel 10 are also damaged at the time of the small overlap collision, the front wheel 10 separated from the tie rod 40 is easily pushed outward in the width direction of the vehicle. This also reduces the load acting on the cabin C.

以上説明したように本実施形態の車輪支持装置によれば、タイロッド揺動角θが、通常時最大揺動角θmax1よりも大きく、かつ、衝突時揺動角θcrashよりも小さくなる角度に設定された離脱設定揺動角θmax2に到達した時に、ソケット開放端67に当接するストッパ41をタイロッド40の基端に備えている。これにより、車両がスモールオーバーラップ衝突したときに、ラックバー51とタイロッド40との連結を解除することができ、前輪10をステアリング装置から開放させることができる。従って、前輪10からキャビンCに作用する荷重を低減することができる。また、離脱設定揺動角θmax2を通常時最大揺動角θmax1よりも大きな角度に設定しているため、通常時における前輪10の転舵動作に何ら悪影響を及ぼさない。また、ストッパ41をタイロッド40の基端に設けるという簡単な構成により実施することができる。   As described above, according to the wheel support device of the present embodiment, the tie rod swing angle θ is set to an angle larger than the normal maximum swing angle θmax1 and smaller than the collision swing angle θcrash. A stopper 41 is provided at the proximal end of the tie rod 40 when it comes into contact with the socket open end 67 when it reaches the detachment set swing angle θmax2. Thereby, when the vehicle collides with a small overlap, the connection between the rack bar 51 and the tie rod 40 can be released, and the front wheel 10 can be released from the steering device. Accordingly, the load acting on the cabin C from the front wheel 10 can be reduced. Further, since the separation setting swing angle θmax2 is set to be larger than the normal maximum swing angle θmax1, there is no adverse effect on the steering operation of the front wheels 10 at the normal time. Moreover, it can implement by the simple structure that the stopper 41 is provided in the base end of the tie rod 40. FIG.

以上、本実施形態の車輪支持装置に係る実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。   As mentioned above, although embodiment which concerns on the wheel support apparatus of this embodiment was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible unless it deviates from the objective of this invention.

例えば、本実施形態においては、ソケット開放端67を、ストッパ41と当接する部位(ストッパ受け)としてそのまま利用しているが、ソケット開放端67とは別に、ストッパ受けをソケット61に形成するようにしてもよい。また、本実施形態のストッパ41は、リング板状に形成されているが、ソケット61に当接できる形状であればよく、必ずしもタイロッド40の全周に形成する必要はない。   For example, in this embodiment, the socket open end 67 is used as it is as a portion (stopper receiver) that comes into contact with the stopper 41, but the stopper receiver is formed on the socket 61 separately from the socket open end 67. May be. Further, the stopper 41 of the present embodiment is formed in a ring plate shape, but may be any shape as long as it can contact the socket 61, and is not necessarily formed on the entire circumference of the tie rod 40.

10…前輪、20…ナックル、30…サスペンションアーム、40…タイロッド、41…ストッパ、50…ステアリングギヤボックス、51…ラックバー、60…ボールジョイント、61…ソケット、62…ボール、63…ボール収納座、67…ソケット開放端、B…バリア、C…キャビン、θ…タイロッド揺動角、θcrash…衝突時揺動角、θmax1…通常時最大揺動角、θmax2…離脱設定揺動角。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Front wheel, 20 ... Knuckle, 30 ... Suspension arm, 40 ... Tie rod, 41 ... Stopper, 50 ... Steering gear box, 51 ... Rack bar, 60 ... Ball joint, 61 ... Socket, 62 ... Ball, 63 ... Ball storage seat 67: Socket open end, B: Barrier, C: Cabin, θ: Tie rod rocking angle, θcrash: Rocking angle during collision, θmax1: Maximum rocking angle during normal operation, θmax2: Rocking angle set for separation.

Claims (1)

前輪を車体に対して回転可能に支持するナックルと、
先端がキングピン軸よりも車両前方側で前記ナックルに接続され、基端がステアリング装置に設けられたラックバーに接続されるタイロッドと、
を備えた車輪支持装置において、
前記タイロッドと前記ラックバーとは、前記ラックバーの先端に設けられるソケットと、前記タイロッドの基端に設けられ前記ソケット内に収納されるボールとを構成要素として備えたボールジョイントによって接続され、
前記タイロッドは、前記ボールが設けられる部位の近傍に、前記ソケットに対して前記タイロッドが揺動できる範囲を前記ソケットとの当接により制限するストッパを備え、
前記ストッパにより制限される前記タイロッドの揺動できる最大揺動角は、前記ステアリング装置が制限する前記前輪の最大舵角に対応する前記タイロッドの揺動角よりも大きく、車両衝突時に前記前輪を前記ステアリング装置から開放させる揺動角として予め設定した設定揺動角であり、
外部から前記前輪に入力された力によって前記タイロッドを前記設定揺動角よりも大きく揺動させようとする力が働いたとき、前記ストッパと前記ソケットとの当接によって、前記ボールを前記ソケットから離脱させる、あるいは、前記タイロッドを破断させるように構成された車輪支持装置。
A knuckle that rotatably supports the front wheel with respect to the vehicle body;
A tie rod having a distal end connected to the knuckle on the vehicle front side of the kingpin shaft and a proximal end connected to a rack bar provided in the steering device;
In a wheel support device comprising:
The tie rod and the rack bar are connected by a ball joint provided as a component with a socket provided at a tip of the rack bar and a ball provided at a base end of the tie rod and housed in the socket;
The tie rod is provided with a stopper in a vicinity of a portion where the ball is provided to limit a range in which the tie rod can swing with respect to the socket by contact with the socket;
The maximum swing angle of the tie rod that can be swung limited by the stopper is larger than the swing angle of the tie rod that corresponds to the maximum steering angle of the front wheel that is limited by the steering device. A preset swing angle set as a swing angle to be released from the steering device,
When a force to swing the tie rod larger than the set swing angle is exerted by a force input to the front wheel from the outside, the ball is removed from the socket by the contact between the stopper and the socket. A wheel support device configured to be detached or to break the tie rod.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016159676A (en) * 2015-02-27 2016-09-05 富士重工業株式会社 Suspension device
JPWO2015155890A1 (en) * 2014-04-11 2017-04-13 日産自動車株式会社 Vehicle suspension structure
KR20190034834A (en) * 2017-09-25 2019-04-03 현대자동차주식회사 Mounting apparatus for lower arm
US11964719B2 (en) 2020-08-20 2024-04-23 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Breakaway automotive steering tie rod for controlled wheel motion during crash

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2015155890A1 (en) * 2014-04-11 2017-04-13 日産自動車株式会社 Vehicle suspension structure
JP2016159676A (en) * 2015-02-27 2016-09-05 富士重工業株式会社 Suspension device
KR20190034834A (en) * 2017-09-25 2019-04-03 현대자동차주식회사 Mounting apparatus for lower arm
KR102359428B1 (en) * 2017-09-25 2022-02-08 현대자동차주식회사 Mounting apparatus for lower arm
US11964719B2 (en) 2020-08-20 2024-04-23 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Breakaway automotive steering tie rod for controlled wheel motion during crash

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