JP3794145B2 - 自動車のステアリングナックル構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリング装置のリンク部材が連結されるナックルアームの断面形状を改良した自動車のステアリングナックル構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車の前輪装着部には、図6及び図7に示すように、ステアリング装置のステアリングロッド1やフロントサスペンションのストラット2等が連結するステアリングナックル3が配設されている。このステアリングナックル3は左右とも同じ形状であるので、便宜上の片側(図6及び図7は右側)部分を例にして説明する。なお、図6において、符号Fは車両の前方方向を示す。
【0003】
図8は上記ステアリングナックル3を拡大して示した正面図で、ナックル本体3aの一側(図8においては右側)にはナックルアーム4が突設し、ナックルアーム4の先端上部にはボールスタット5が設けられている。このボールスタット5にステアリングロッド1の端部が連結するようになっている。また、ナックル本体3aの他側にはブレーキキャリパ(図示略)が取り付けられるブレーキキャリパ取付アーム6が2個突出して設けられている。
【0004】
さらに、ステアリングナックル3のナックル本体3aの上側にはサスペンションのストラット2が連結するストラット取付アーム7が、車両の内側に湾曲するように(車両取付時において)形成されている。また、ナックル本体3aの下側にはロアアーム8(図7参照)が取り付けられるロアアーム取付アーム9がストラット取付アーム7に対向するように設けられている。そして、ステアリングナックル3の中央部には孔10が設けられており、この孔10にはボールベアリング(図示略)を介して前輪の軸部(図示略)が挿通、保持されるようになっている。
【0005】
量産品のステアリングナックル3は、通常、鋳鉄で形成され、その一側に設けられたナックルアーム4の断面は、基本的に、図9に示されるような4角形となっている。このようなステアリングナックル3に、例えばコーナリング時、前輪からの横力(図7に示す力F1 )が入力した場合、ナックルアーム4は斜め横方向からの曲げ力Sを受けることになる。これはナックルアーム4の先端上部に設けられたボールスタット5にコーナリング際の力(荷重)F1 が加わり捻じれるからである。
【0006】
なお、車両用サスペンションのステアリングナックルとして、実開平2−124766号公報に開示されているものがある。この公報に開示されているものは、ステアリング装置のリンク部材が結合されるナックルアームをステアリングナックルの中心からオフセットさせて取り付けるようにしたものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明した従来技術において、例えば、車両のコーナリング時、断面4角形のナックルアームに斜め横方向からの曲げ力が加わった場合、断面4角形のナックルアームの断面剛性はこの曲げ力に対し有効でない場合がある。
【0008】
そこで、ボールスタット入力(ナックルアームに対する斜め横方向からの曲げ力)に対して、断面剛性を効果的に上げるためには、ナックルアームの断面積を大きくすることが考えられるが、単に断面を大きく形成しても、ナックルアームが従来のような4角形では、余肉が多くなってステアリングナックルの重量が増加し操作性が低下してしまう問題があった。
【0009】
なお、実開平2−124766号公報に開示されている車両用サスペンションのステアリングナックルは、ナックルアームが断面4角形であるので、本発明の課題を解決していない。
【0010】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、ステアリングナックルのナックルアームの断面形状を曲げ力がかかる方向に大きくして、効果的に断面剛性を上げるようにした自動車のステアリングナックル構造を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、ナックル本体と、先端部にステアリングロッドの端部が連結するボールスタットが設けられる断面4角形状のナックルアームとを備えた自動車のステアリングナックル構造において、前記ナックル本体にボールベアリングを介して前輪が挿通される孔を形成し、この孔の中心に設けた中心点とオフセットさせた状態で前記ナックルアームを設け、該ナックルアームのアーム部分を傾斜又は湾曲させて形成し、前記ナックルアームの先端部を前記断面方向と垂直に交わる前記中心点の延長線上に配設し、車両のコーナリング時に斜め方向からの加わる曲げ力の方向と一致する基準軸を前記ナックルアームに設け、前記ナックルアームの断面で前記基準軸方向を該基準軸と垂直に交わる方向よりも大きな寸法とすべく前記基準軸に沿って前記ナックルアームの端部に肉盛部を形成したことを特徴とするものである。
【0012】
請求項2記載の発明は、ナックル本体と、先端部にステアリングロッドの端部が連結するボールスタットが設けられる断面4角形状のナックルアームとを備えた自動車のステアリングナックル構造において、前記ナックル本体の中心部にボールベアリングを介して前輪が挿通される孔を形成し、この孔の中心に設けた前記ナックル本体の中心部とオフセットさせた状態で前記ナックルアームを設け、前記ナックルアームのアーム部分を傾斜又は湾曲させて形成し、前記ナックルアームの先端部を前記断面方向と垂直に交わる前記中心点の延長線上に配設し、車両のコーナリング時に斜め方向からの加わる曲げ力の方向と一致する基準軸を前記ナックルアームに設け、前記ナックルアームの断面で前記ナックルアームの前記基準軸に沿う長さを前記断面4角形の対角線の長さよりも長く形成したことを特徴とするものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の1例を図1及び図2に基づき、図6乃至図9と同一部材には同一の符号を付して説明する。図1に示すものは、本発明のステアリングナックル11であり、図2はこのステアリングナックル11を正面から見たものである。ステアリングナックル11は、車両の前部両側に取り付けられているが、説明の便宜上、右側に配置されるものを例にして説明する。ステアリングナックル11のナックル本体11aの一側にはナックルアーム12が突設しており、他側にはブレーキキャリパ(図示略)が取り付けられるブレーキキャリパ取付アーム6が設けられている。
【0014】
さらに、ナックル本体11aの上側にはフロントサスペンションのストラット2(図7参照)が取り付けられるストラット取付アーム7が設けられており、下側にはロアアーム8(図7参照)が取り付けられるロアアーム取付アーム9が設けられている。また、ステアリングナックル11の中心部には孔10が形成されており、この孔10にはボールベアリング(図示略)を介して前輪の軸部(図示略)が挿通する。
【0015】
ナックルアーム12は、図2に示すように、ステアリングナックル11の中心部0より距離Lだけオフセットされた状態でナックル本体11aに設けられている。また、ナックルアーム12の先端上部にはステアリング装置のリンク部材、すなわち、ステアリングロッド1(図7参照)が連結するためのボールスタット5が取り付けられている。ナックルアーム12の断面は、従来のように4角形でなく、曲げ力Sがかかる方向にかけてその垂直方向よりも大きな寸法となるような形状に形成されている。
【0016】
これを図3に基づいて説明する。図3は図2のナックルアーム12のA−A線に沿う断面を示したもので、図中、符号Iはステアリングナックル11を車体に配置した際の車幅方向の室内側を示し、符号Oは室外側を示している。また、符号Sの矢印は、曲げ力Sの方向を示したものである。この曲げ力Sの方向を本実施の形態では肉盛りのための基準軸にしている。
【0017】
図3において、破線で示す4角形のものは従来のナックルアーム4の断面(図9参照)であり、実線で示す略ひし形のものは本発明のナックルアーム12の断面である。すなわち、本発明のナックルアーム12は、その断面を従来の4角形のナックルアーム4の室内側Iと室外側Oの、基準軸と関係のない角部分13の余肉14を削り、室内側Iの下部に大きいR(丸み)の肉盛部15を設けた形状としている。
【0018】
つまり、曲げ力Sの方向と同じ方向の基準軸の基端側に肉盛部15を設けている。これによって、ナックルアーム4は、曲げ力Sがかかる方向にかけてその垂直方向よりも大きな寸法となっている。なお、図1のナックルアーム12の内部の4角形と略楕円形は、従来のナックルアーム4と本発明のナックルアーム12の断面を比較して示したものである。また、図3において、符号5で示すものはボールスタットである。なお、図3において、符号Rは丸みが大きい部分を示している。
【0019】
以上のように構成したことにより、車両のコーナリングの際、車体に取り付けられたステアリングナックル11のナックルアーム12に斜め横方向からの曲げ力Sがかかっても、ナックルアーム12の断面を曲げ力Sがかかる方向にかけて(基準軸に沿って)その垂直方向よりも大きな寸法(肉盛部)となるような形状に形成してあるので、この斜め横方向からの曲げ力Sに対して効果的に断面剛性を発揮することができ、かつ、曲げ力Sの方向と同じ方向の基準軸とは関係のない角部分13の余肉14を削ったことにより、ナックルアーム12、すなわちステアリングナックル11の軽量化を図ることが可能になる。
【0020】
次に、本発明のステアリングナックル11の他の例を図4に基づいて説明する。このステアリングナックル11はナックルアーム12の断面形状を略ひし形に形成したものである。すなわち、ナックルアーム12の曲げ力Sがかかる方向と同じ方向の基準軸の基端部及び先端部、換言すれば、ナックルアーム12の車幅方向の室内側Iの下部と、室外側Oの上部とに肉盛部15を設けて、ナックルアーム12の基準軸に沿う長さを断面4角形の対角線の長さよりも長く形成し、断面剛性を上げている。さらに、基準軸と関係のない両角部分13の余肉14を削って軽量化を図っているものである。なお、図4において、符号Rは丸みが大きい部分を示している。作用は前述した実施の形態の1例と略同様なので省略する。
【0021】
また、次に、本発明のステアリングナックル11のさらに他の例を、図5に基づいて説明する。このステアリングナックル11はナックルアーム12の断面形状を略台形に形成したものである。すなわち、ナックルアーム12の曲げ力Sと同じ方向の基準軸の基端部のみ、換言すれば、ナックルアーム12の車幅方向の室内側Iの下部のみに肉盛部15を設けて、ナックルアーム12の基準軸に沿う長さを断面4角形の対角線の長さよりも長く形成し、断面剛性を上げている。さらに、基準軸と関係のない室内側Iの角部分13のみの余肉14を削って軽量化を図っているものである。なお、図5において、符号Rは丸みが大きい部分を示している。作用は実施の形態の1例と略同様なので、上記と同じく省略する。
【0022】
【発明の効果】
請求項1記載及び請求項2記載の発明は、ステアリング装置のリンク部材が連結するステアリングナックルのナックルアームの断面形状を曲げ力がかかる方向にかけてその垂直方向よりも大きな寸法(肉盛部)に形成したので、ナックルアームにかかる斜め横方向からの曲げ力に対して断面剛性を確実に上げることができる。このように断面剛性を上げたので、操舵性をも大幅に向上させることができる。
【0023】
また、ナックルアームの断面形状を曲げ力がかかる方向にかけてその垂直方向よりも大きな寸法(肉盛部)にし、ナックルアームの曲げ力がかかる方向と関係のない方向の部分の余肉を削るようにしたので、重量を増加させることなく断面剛性を上げることができる。したがって、従来の断面4角形のナックルアームよりも若干軽量に形成することができる。
【0024】
ナックルアームの断面形状を曲げ力がかかる方向にかけて大きな寸法にしたので、ナックルアームの角部が大きい丸み(R形状)となり、従来、形状寸法によって小さい丸みの角部分(断面4角形のナックルアームの角部分)等に発生し易かった巣の問題もこれによって解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の1例を示すステアリングナックルの斜視図である。
【図2】図1に示すものの正面図である。
【図3】図2に示すナックルアームのA−A線に沿う拡大断面図である。
【図4】本発明のナックルアームの他の例を示す拡大断面図である。
【図5】本願発明のナックルアームのさらに他の例を示す拡大断面図である。
【図6】ステアリングナックルを説明するための斜視図である。
【図7】従来のステアリングナックルの取付状態を示す図である。
【図8】図7に示すステアリングナックルのB矢視図である。
【図9】図8に示すナックルアームのC−C線に沿う拡大断面図である。
【符号の説明】
1 ステアリングロッド
11 ステアリングナックル
12 ナックルアーム
I 室内側
O 室外側
Claims (2)
- ナックル本体と、先端部にステアリングロッドの端部が連結するボールスタットが設けられる断面4角形状のナックルアームとを備えた自動車のステアリングナックル構造において、
前記ナックル本体にボールベアリングを介して前輪が挿通される孔を形成し、この孔の中心に設けた中心点とオフセットさせた状態で前記ナックルアームを設け、該ナックルアームのアーム部分を傾斜又は湾曲させて形成し、前記ナックルアームの先端部を前記断面方向と垂直に交わる前記中心点の延長線上に配設し、
車両のコーナリング時に斜め方向からの加わる曲げ力の方向と一致する基準軸を前記ナックルアームに設け、
前記ナックルアームの断面で前記基準軸方向を該基準軸と垂直に交わる方向よりも大きな寸法とすべく前記基準軸に沿って前記ナックルアームの端部に肉盛部を形成したことを特徴とする自動車のステアリングナックル構造。 - ナックル本体と、先端部にステアリングロッドの端部が連結するボールスタットが設けられる断面4角形状のナックルアームとを備えた自動車のステアリングナックル構造において、
前記ナックル本体の中心部にボールベアリングを介して前輪が挿通される孔を形成し、この孔の中心に設けた前記ナックル本体の中心部とオフセットさせた状態で前記ナックルアームを設け、
前記ナックルアームのアーム部分を傾斜又は湾曲させて形成し、前記ナックルアームの先端部を前記断面方向と垂直に交わる前記中心点の延長線上に配設し、
車両のコーナリング時に斜め方向からの加わる曲げ力の方向と一致する基準軸を前記ナックルアームに設け、前記ナックルアームの断面で前記ナックルアームの前記基準軸に沿う長さを前記断面4角形の対角線の長さよりも長く形成したことを特徴とする自動車のステアリングナックル構造。
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