JP6398941B2 - ステアリングナックル - Google Patents

Description

本発明は、車両に設けられるステアリングナックルに関する。

車両には車輪と車体に介在する部材としてステアリングナックルが設けられる。特許文献１に開示されるステアリングナックルは、車輪支持体が取り付けられる本体部と、本体部から上方に延びてアッパーアームに連結される第１アームとを備える。第１アームの先端部には、アッパーアームを取り付けるアッパーアーム取付部が第１アームの上端部から屈曲して形成される。アッパーアームは車体に連結され、車体からの荷重をステアリングナックルのアッパーアーム取付部に入力する。

特開２００７−２２２５０号公報

ところで、応力集中は荷重の入力位置から近い位置で生じやすい。特許文献１の技術において、車両走行中にアッパーアームからステアリングナックルのアッパーアーム取付部へ荷重が入力されると、第１アームの上端部に応力が集中する。これに対し、応力が集中する第１アームの部位を太くして剛性を高めると、ステアリングナックルの質量が増加する。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ステアリングナックルにおいて、質量の増加を抑えつつ、アッパーアームから入力される荷重によってアッパーアーム取付部の境界部分に応力が集中することを緩和する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のステアリングナックルは、車輪支持体を連結するための本体部と、本体部から上方に延出する首部と、首部の上端部から屈曲して形成され、アッパーアームを取り付ける取付面を有するアッパーアーム取付部と、首部の上端部下方の縁部を切削加工で切り欠いて形成された切欠部と、を備える。首部は、切欠部を形成されたことで、切欠部を通り取付面に沿った断面の断面２次モーメントを首部の上端部の取付面に沿った断面の断面２次モーメントより小さくされる。

この態様によると、切欠部によりステアリングナックルの質量の増加を抑えつつ、アッパーアームから入力された荷重により首部の上端部への応力の集中を緩和することができることができる。

本発明によれば、ステアリングナックルにおいて、質量の増加を抑えつつ、アッパーアームから入力される荷重によってアッパーアーム取付部の境界部分に応力が集中することを緩和する技術を提供できる。

実施例のステアリングナックルを説明するための図である。 ステアリングナックルの部分拡大図である。

図１は、実施例のステアリングナックル１０を説明するための図である。図１(ａ)は車幅方向において、内側の車体側から見たステアリングナックル１０の図であり、図１（ｂ）は車両後方側から見たステアリングナックル１０の図であり、図１（ｃ）は車幅方向において車外側から見たステアリングナックル１０の図である。なお、以下の説明ではステアリングナックル１０を車両に取り付けた状態での車両前後方向、車幅方向、上下方向および水平方向を、取り付け前のステアリングナックル１０に用いて説明する。また、車幅方向は、車両前後方向および上下方向に直交する。

ステアリングナックル１０は、ダブルウィッシュボーン形式のサスペンション装置に設けられ、車輪を回転可能に支持する車輪支持体と、車体に連結する各アームと、を連結する。ステアリングナックル１０は、本体部１１、車輪支持孔１２、キャリパ取付部１４、ロアアーム取付部１６、リンク取付部１８、締結孔２０、首部２２、アッパーアーム取付部２４および湾曲部２６を備える。

車輪支持孔１２は、本体部１１の中央に形成され、車幅方向に貫通する。例えばハブベアリングである車輪支持体が車輪支持孔１２に挿入される。締結孔２０は、ボルトにより車輪支持体を締結するために形成され、車輪支持孔１２の周りに複数形成される。

キャリパ取付部１４は、ブレーキキャリパを取り付けるため、本体部１１の側部に一対形成される。ロアアーム取付部１６は、車輪支持孔１２より下方に形成され、車体側に連結されるロアアームの一端が取り付けられる。リンク取付部１８は、図１（ａ）に示すように本体部１１から車両前方側にアーム状に延出して形成され、車体側に連結されるリンク部材の一端が取り付けられる。

首部２２は、本体部１１から上方に延出し、アッパーアーム取付部２４を支持する。首部２２は、図１（ａ）に示すように、本体部１１から上端部２２ａに向かって車両後方側に傾斜して形成される。また、首部２２は、図１（ｂ）に示すように、車輪を避けるため上端部２２ａに向かって車幅方向の内向きに傾斜する。

首部２２は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、水平方向の断面における車両前後方向の長さＬ１が車幅方向の長さＬ２より長くなるように形成され、車両前後方向に幅広に形成される。

アッパーアーム取付部２４は、首部２２の上端部２２ａから屈曲し、車幅方向の車外側に向かってフランジ状に張り出す。アッパーアーム取付部２４は、取付面として切削加工により平らに形成される下面２４ａ、一対のアッパーアームがそれぞれ取り付けられる第１取付孔２４ｂおよび第２取付孔２４ｃとを有する。

湾曲部２６は、アッパーアーム取付部２４と首部２２との境界部分に近接する位置にて、首部２２に形成され、下面２４ａに沿って水平方向に延在する。湾曲部２６の上端は、首部２２の上端部２２ａである。下面２４ａに近接する首部２２をアール状に滑らかに湾曲させることで、応力の集中を抑える。アッパーアーム取付部２４の下面２４ａを平らにする切削加工を施す前に、アッパーアーム取付部２４と首部２２の境界部分の近傍を湾曲させる切削加工を施すことで形成される。なお、下面２４ａを平らにする切削加工と、湾曲部２６を形成する切削加工を同時に行ってもよい。

ところで、一対のアッパーアームの一方から上向きに、他方から下向きに荷重がアッパーアーム取付部２４へ入力された場合に、首部２２にはひねられるような荷重が入力される。一対のアッパーアームからの入力により、首部２２におけるアッパーアーム取付部２４に近接した位置、つまり荷重の入力位置に近い首部２２の上端部２２ａに応力が集中し得る。また、首部２２が上方に向かって車両後方に傾斜していることで、車両後方側より水平に対して鋭角に形成されている、車両前方側の縁部２２ｂに応力が集中し得る。そこで実施例のステアリングナックル１０では、首部２２に切欠部２８を形成し、応力が集中し得る位置に近接する箇所の剛性を低くして、応力の集中を緩和する。この切欠部２８について新たな図面を参照して説明する。

図２は、ステアリングナックル１０の部分拡大図である。図２（ａ）に示すように、車両前方側の首部２２の縁部２２ｂに切欠部２８が形成される。切欠部２８は、円柱状の切削加工手段によって切り欠かれて、略半筒状に凹んで形成される。切欠部２８は、首部２２の上端部２２ａより下方に離れて位置する。切欠部２８は、湾曲部２６の車両前方側の端部に位置する。

図２（ａ）に示す断面Ｓ２は、切欠部２８の中央位置、すなわち最も深く凹んだ位置を通り、アッパーアーム取付部２４の下面２４ａに沿う。断面Ｓ１は、首部２２の上端部２２ａを通り、アッパーアーム取付部２４の下面２４ａに沿う。断面Ｓ２の断面２次モーメントは、首部２２の上端部２２ａに位置する断面Ｓ１の断面２次モーメントより小さくなる。断面Ｓ１の位置は、断面Ｓ２よりアッパーアーム取付部２４に近いため、応力の集中が断面Ｓ２の位置より生じやすい。切削加工により切欠部２８を形成することで、応力が集中し得る首部２２の上端部２２ａの剛性より低い箇所を形成することができ、首部２２の上端部２２ａへの応力の集中を緩和できる。

なお、首部２２の上端部２２ａへの応力の集中を緩和するため、断面Ｓ１の断面積を大きくする手段があるが、この手段は質量の増加し、車種によっては他部材への干渉が問題となる。実施例のステアリングナックル１０では、首部２２のアッパーアーム取付部２４側の根元を切削加工することで応力の集中を緩和するため、質量の増加や他部材への干渉の問題は生じない。また、首部２２の根元を少し切削するだけであるため、首部２２全体の強度が低下することを抑えることができる。また、湾曲部２６の端部を切削することで、湾曲部２６を形成した際に生じ得るバリを取り除くことができる。

図２（ｂ）は切欠部２８を拡大して示しており、切欠部２８の大きさについて説明する図である。切欠部２８を切削した最大の深さ４０は、切欠部２８からアッパーアーム取付部２４の下面２４ａまでの最小間隔４２より大きい。これにより、断面Ｓ２の断面２次モーメントを断面Ｓ１の断面２次モーメントより十分に小さくして、応力の集中を緩和できる。

本発明は、上述の実施例および変形例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能である。

１０ ステアリングナックル、 １１ 本体部、 １２ 車輪支持孔、 １４ キャリパ取付部、 １６ ロアアーム取付部、 １８ リンク取付部、 ２０ 締結孔、 ２２ 首部、 ２４ アッパーアーム取付部、 ２４ａ 下面、 ２４ｂ 第１取付孔、 ２４ｃ 第２取付孔、 ２６ 湾曲部、 ２８ 切欠部。

Claims (1)

1. 車輪支持体を連結するための本体部と、
   前記本体部から上方に延出する首部と、
   前記首部の上端部から屈曲して形成され、アッパーアームを取り付ける取付面を有するアッパーアーム取付部と、
   前記首部の上端部下方の縁部を切削加工で切り欠いて形成された切欠部と、を備え、
   前記首部は、前記切欠部を形成されたことで、前記切欠部を通り前記取付面に沿った断面の断面２次モーメントを前記首部の上端部の前記取付面に沿った断面の断面２次モーメントより小さくされたことを特徴とするステアリングナックル。

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