JP2019059271A

JP2019059271A - ステアリングナックル

Info

Publication number: JP2019059271A
Application number: JP2017183677A
Authority: JP
Inventors: 友明黒石; Tomoaki Kuroishi
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2017-09-25
Filing date: 2017-09-25
Publication date: 2019-04-18

Abstract

【課題】取付部とアーム部との境界の損傷を抑制できるステアリングナックルを提供する。【解決手段】ステアリングナックル１は、車軸に取り付けられる本体部２と、軸部材に貫通される軸孔３１を有する取付部３と、本体部２と取付部３とを繋ぐアーム部４とを備える。取付部３は、軸孔３１が開口する平面状の取付座面３２を有する。アーム部４は、取付座面３２と隣り合うと共に交差する交差面４１を有する。取付座面３２と交差面４１との境界線５は、軸孔３１の中心と結ぶ距離が最短となる複数の特定点６を境界線５の途中にのみ有する。【選択図】図２

Description

本発明は、ステアリングナックルに関する。特に、車軸が取り付けられる本体部と、軸部材に貫通される軸孔を有する取付部と、本体部と取付部とを繋ぐアーム部とを備え、取付部とアーム部との境界の損傷を抑制できるステアリングナックルに関する。

自動車の車輪を支持する部材として、特許文献１の車両用サスペンション装置に備わるナックル（ステアリングナックル）が知られている。このナックルは、車軸が取り付けられるボス孔を有するナックル本体（本体部）と、ナックル本体に下方に延びるように形成され、連結部材を介してロアアームが連結される下ブラケット部（取付部及びアーム部）とを有する。連結部材は、ロアアームに固定されたソケットと、ソケットにより揺動自在に支持されたボールジョイントを有する。ボールジョイントは、ソケット内に挿入されたボール部と、下ブラケット部に形成されたテーパ孔（軸孔）に挿入されるスタッド部（軸部材）とを有する。このスタッド部は、テーパ孔から下ブラケット部の上面（取付座面）に突出する突出箇所をナットで締め付けることで下ブラケット部に固定されている。

特開２０１２−１３１３４０号公報

ロアアームなどのステアリングナックルの連結対象から入力される荷重による応力は、取付部とアーム部との境界線のうち、取付部の軸孔の中心と結ぶ距離が最短となる箇所（最短箇所）に集中し易い。

一般に、取付部の取付座面の平面形状は軸孔と同心状の円形であるため、上記境界線は、円周上に沿った曲線で形成される。即ち、上記境界線と軸孔の中心とを結ぶ距離は上記境界線の全長に亘って一定であり、上記境界線はその全長に亘って上記最短箇所となる。上記境界線の両端は、上記最短箇所であることに加えて上記境界の縁であるため、応力集中部となり易い。そのため、取付部とアーム部との境界が損傷する虞がある。

取付座面の平面形状を上記境界線が上記曲線ではなく直線となるような形状とすれば、上記最短箇所を上記境界線の両端ではなく中央の１箇所に設けられるため、上記境界線の両端が応力集中部となることを抑制できる。しかし、応力集中部が上記境界線の中央の１箇所となる。そのため、取付部とアーム部との境界が損傷する虞がある。

本発明の目的の一つは、取付部とアーム部との境界の損傷を抑制できるステアリングナックルを提供することにある。

本発明の一態様に係るステアリングナックルは、
車軸に取り付けられる本体部と、
軸部材に貫通される軸孔を有する取付部と、
前記本体部と前記取付部とを繋ぐアーム部とを備えるステアリングナックルであって、
前記取付部は、前記軸孔が開口する平面状の取付座面を有し、
前記アーム部は、前記取付座面と隣り合うと共に交差する交差面を有し、
前記取付座面と前記交差面との境界線は、前記軸孔の中心と結ぶ距離が最短となる複数の特定点を前記境界線の途中にのみ有する。

上記ステアリングナックルは、取付部とアーム部との境界の損傷を抑制できる。複数の上記特定点を上記境界線の途中にのみ有することで、応力集中部が上記境界線の両端に形成されない上に、複数の応力集中部が上記境界線の途中に形成されることで応力を分散させられるからである。

実施形態１に係るステアリングナックルの概略を示す正面図である。実施形態１に係るステアリングナックルに備わるロアアーム取付部の概略を示す斜視図である。実施形態１に係るステアリングナックルに備わるロアアーム取付部を平面視した平面図である。

本発明のステアリングナックルの実施形態１を、図１〜図３を参照しつつ以下に説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。以下の実施形態１では、自動車の独立懸架式サスペンションの１種であるストラット式サスペンションに備わるステアリングナックルを例に説明するが、ストラット式サスペンションに限定されず、例えば、ダブルウィッシュボーン式サスペンションに備わるステアリングナックルとすることもできる。

《実施形態１》
〔ステアリングナックル〕
実施形態１に係るステアリングナックル１は、タイヤ１１が組み付けられる車輪１２を支持する（図１）。このステアリングナックル１は、サスペンションの形式にもよるが、本例のようなストラット式サスペンションでは、ロアアーム１４、ストラット（ショックアブソーバー１５とコイルスプリング（図示略））、タイロッド１６などの連結対象がそれぞれ軸部材７を介して連結される。ステアリングナックル１は、車軸１３に取り付けられる本体部２と、軸部材７（ここでは後述するボールスタッド８１）に貫通される軸孔３１（図２、図３）を有する取付部３と、本体部２と取付部３とを繋ぐアーム部４とを備える。このステアリングナックル１は、鋳造部品で構成され、本体部２と取付部３とアーム部４とは一体成形されている。ステアリングナックル１の特徴の一つは、取付部３とアーム部４との境界線５（図２，図３）が、軸孔３１の中心と結ぶ距離が最短となる複数の特定点６を境界線５の両端ではなく境界線５の途中にのみ有する点にある。以下、各構成を詳細に説明する。本例では、上記境界線５は、取付部３のうちロアアーム１４が取り付けられるロアアーム取付部３０Ｌと、アーム部４のうち本体部２の下部から下方に延設されて本体部２とロアアーム取付部３０Ｌとを繋ぐ下部アーム部４０Ｌとの間に形成される場合を例に説明する。図１は、左前輪に装着されるステアリングナックル１を自動車の前方から見た状態を示している。図１の紙面上側が車両上側、紙面下側が車両下側、紙面左側が車内側、紙面右側が車外側である。図３は、ロアアーム取付部３０Ｌを平面視した状態であって、ロアアーム取付部３０Ｌの取付座面３２上に沿って下部アーム部４０Ｌを切断した状態を示す。

［本体部］
本体部２は、貫通孔（図示略）が形成される筒状部材である。この貫通孔内には、ベアリング（図示略）が挿入され、本体部２は、ベアリングを介して車軸１３に取り付けられる。

［ロアアーム取付部］
ロアアーム取付部３０Ｌは、ロアアーム１４が取り付けられる。ロアアーム取付部３０Ｌは、後述の下部アーム部４０Ｌを介して本体部２に対して車内側に突出するように形成されている。このロアアーム取付部３０Ｌは、軸孔３１と取付座面３２とを有する（図２）。

（軸孔）
軸孔３１は、軸部材７に貫通される。軸孔３１は、本例では後述の上座面３２ｕ側に向かってテーパ状に形成されている円錐台状の孔である。軸部材７は、ロアアーム取付部３０Ｌとロアアーム１４とを取り付けるもので、例えば、ボールジョイント８のボールスタッド８１が挙げられる。ボールジョイント８は、ボール部８２及びスタッド部８３が一体成形されるボールスタッド８１と、ボール部８２を収納するソケット８４とを有する。スタッド部８３は、軸孔３１内に挿入されるテーパ部と、上座面３２ｕに突出する突出部とを有する。突出部には雄ねじ溝が形成されており、この突出部側を上に向けて後述の下座面３２ｄ側から軸孔３１にボールスタッド８１を挿通し、ナット９０を突出部に締め付けて上座面３２ｕに固定する。そうして、ボールスタッド８１がロアアーム取付部３０Ｌに取り付けられる。ソケット８４は、ロアアーム１４の一端に固定される。

（取付座面）
取付座面３２は、軸孔３１が開口する平面である。取付座面３２は、本例ではスタッド部８３を締め付けるナット９０が固定される上座面３２ｕと、ボール部８２が突出してソケット８４が装着される下座面３２ｄとを備える。この取付座面３２は、切削加工により形成される。

［下部アーム部］
下部アーム部４０Ｌは、本体部２とロアアーム取付部３０Ｌとを繋ぐ。下部アーム部４０Ｌは、本体部２の下部から下方に延設され、ロアアーム取付部３０Ｌに対して交差するように、本体部２及びロアアーム取付部３０Ｌと一体成形されている。この下部アーム部４０Ｌは、交差面４１を有する。

（交差面）
交差面４１は、取付座面３２（ここでは上座面３２ｕ）と隣り合うと共に交差する面である（図２）。この交差面４１は、本例ではロアアーム取付部３０Ｌの上座面３２ｕから立ち上がる面である。交差面４１は、本例では、平面ではなく、上座面３２ｕ側に突出する複数の湾曲面（ここでは２つ）を組み合わせて構成される。なお、交差面４１をジグザグ面で構成し、このジグザグ面の頂点が後述する特定点６を構成していてもよい。交差面４１は、取付座面３２と同様、切削加工により形成される。本例では、この交差面４１と取付座面３２とは、フライスにより同時に切削加工されて形成される。

なお、交差面４１は、下部アーム部４０Ｌにおけるロアアーム取付部３０Ｌとの境界に形成される溝の上座面３２ｕ側の側面であって、上座面３２ｕから下がる面としてもよい。ロアアーム取付部３０Ｌと下部アーム部４０Ｌとが交差するように（Ｌ字状に）繋がっているため、切削加工により上座面３２ｕを形成する際に、切削工具によっては下部アーム部４０Ｌにおけるロアアーム取付部３０Ｌとの境界に溝が形成されることがあるからである。

［境界線］
境界線５は、取付座面３２（上座面３２ｕ）と交差面４１との間に形成される（図２，図３）。境界線５は、上座面３２ｕと交差面４１とを繋ぐ稜線で構成され、平面状の上座面３２ｕと交差面４１との間の変曲点の連続する箇所である。

境界線５は、軸孔３１の中心と結ぶ距離が最短となる複数の特定点６を境界線５の途中にのみ有する（図３）。即ち、境界線５の両端には特定点６が設けられていない。そうすれば、ロアアーム取付部３０Ｌと下部アーム部４０Ｌとの境界の損傷を抑制できる。ロアアーム１４などのステアリングナックル１の連結対象から入力される荷重による応力は、境界線５のうち、ロアアーム取付部３０Ｌの軸孔３１の中心と結ぶ距離が最短となる箇所（特定点６）に集中し易い。即ち、複数の特定点６を境界線５の途中にのみ有することで、応力集中部が境界線５の両端に形成されない上に、複数の応力集中部が境界線５の途中に形成されることで応力を分散させられる。複数の特定点６を境界線５の途中にのみ有するとは、境界線５の途中に点状の特定点６を有することは勿論、軸孔３１の中心と結ぶ距離が最短となる点が円弧線状に連続して存在する場合を含む。本例では、境界線５の途中に２つの点状の特定点６を有するが、３つ以上の点状の特定点６を有していてもよい。

境界線５のうち、２つの特定点６の間の領域は、軸孔３１と同心状で特定点６と軸孔３１とを結ぶ距離を半径とする仮想円弧（図２，図３の二点鎖線で示す）上に重なっておらず、仮想円弧よりも外側に位置している。なお、２つの特定点６の間の領域は、仮想円弧上に重複していてもよい。即ち、軸孔３１の中心と結ぶ距離が最短となる円弧線状の特定領域（無数の特定点６）を境界線５の途中にのみ有してしていてもよい。２つの特定点６の両外側の領域は、上記仮想円弧よりも外側に位置している。

［その他］
ステアリングナックル１は、更に、ストラット取付部３０Ｓと、上部アーム部４０Ｕと、タイロッド取付部３０Ｔと、ナックルアーム部４０Ｎとを備える。ストラット取付部３０Ｓは、ショックアブソーバー１５（ストラット）を取り付ける。ストラット取付部３０Ｓは、ロアアーム取付部３０Ｌと同様の軸孔と取付座面とを有する。ストラット取付部３０Ｓとショックアブソーバー１５との取り付けは、上記軸孔に貫通されるボルト９２（軸部材７）とナット９１とで締結することで行える。上部アーム部４０Ｕは、本体部２の上部から上方に延設されてストラット取付部３０Ｓと本体部２とを連結する。上部アーム部４０Ｕは、取付座面と隣り合うと共に交差する交差面を有する。タイロッド取付部３０Ｔは、タイロッド１６を取り付ける。タイロッド取付部３０Ｔは、ロアアーム取付部３０Ｌと同様の軸孔と取付座面とを有する。タイロッド取付部３０Ｔとタイロッド１６との取り付けは、上述のロアアーム取付部３０Ｌとロアアーム１４との取付と同様、上記軸孔に貫通されるボールスタッド（軸部材７）を有するボールジョイント８が利用できる。この場合、ソケットはタイロッド１６に固定される。ナックルアーム部４０Ｎは、本体部２の側部から車内側に延設されてタイロッド取付部３０Ｔと本体部２とを連結する。ナックルアーム部４０Ｎは、取付座面と隣り合うと共に交差する交差面を有する。上述の境界線５は、ストラット取付部３０Ｓの取付座面と上部アーム部４０Ｕの交差面との間や、タイロッド取付部３０Ｔの取付座面とナックルアーム部４０Ｎの交差面との間に設けることもできる。

〔作用効果〕
実施形態１に係るステアリングナックル１は、ロアアーム取付部３０Ｌと下部アーム部４０Ｌとの境界の損傷を抑制できる。ロアアーム取付部３０Ｌの上座面３２ｕ（取付座面３２）と下部アーム部４０Ｌの交差面４１との境界線５の途中にのみ複数の特定点６を有することで、応力集中部が境界線５の両端に形成されない上に、複数の応力集中部が境界線５の途中に形成されることで応力を分散させられるからである。

本発明は、これらの例示に限定されず、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

例えば、上述したようにダブルウィッシュボーン式サスペンションに備わるステアリングナックルとしてもよい。その場合、ステアリングナックルは、更に、アッパーアームを取り付けるアッパーアーム取付部と、本体部の上部から上方に延設されてアッパーアーム取付部と本体部とを繋ぐ上部アーム部とを有する。アッパーアーム取付部は、上述のロアアーム取付部と同様の軸孔と取付座面とを有する。上部アーム部は、上述の下部アーム部と同様の交差面を有する。上述の境界線は、上述のようにロアアーム取付部の取付座面と下部アーム部の交差面との間に設けてもよいし、アッパーアーム取付部の取付座面と上部アーム部の交差面との間に設けてもよい。

本発明のステアリングナックルは、自動車のサスペンションに好適に利用できる。

１ステアリングナックル
２本体部
３取付部
３０Ｌロアアーム取付部
３１軸孔
３２取付座面
３２ｕ上座面
３２ｄ下座面
３０Ｓストラット取付部
３０Ｔタイロッド取付部
４アーム部
４０Ｌ下部アーム部
４１交差面
４０Ｕ上部アーム部
４０Ｎナックルアーム部
５境界線
６特定点
７軸部材
８ボールジョイント
８１ボールスタッド
８２ボール部
８３スタッド部
８４ソケット
９０、９１ナット
９２ボルト
１１タイヤ
１２車輪
１３車軸
１４ロアアーム
１５ショックアブソーバー
１６タイロッド

Claims

車軸に取り付けられる本体部と、
軸部材に貫通される軸孔を有する取付部と、
前記本体部と前記取付部とを繋ぐアーム部とを備えるステアリングナックルであって、
前記取付部は、前記軸孔が開口する平面状の取付座面を有し、
前記アーム部は、前記取付座面と隣り合うと共に交差する交差面を有し、
前記取付座面と前記交差面との境界線は、前記軸孔の中心と結ぶ距離が最短となる複数の特定点を前記境界線の途中にのみ有するステアリングナックル。