JPH04257776A - ステアリングナックルストッパ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車輪の最大切れ角を規
制するステアリングナックルストッパ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のステアリングナックルストッパ装
置は、ナックルストッパをサスペンションアームに配設
し、且つ、突起部となるストッパボルトをナックルアー
ムに配設することで、車輪が最大切れ角まで転舵した際
に、ナックルアームのストッパボルトをナックルストッ
パに当接させて車輪の最大切れ角を規制していた。

【０００３】しかしながら、前記ステアリングナックル
ストッパ装置では、車輪が早い速度で転舵すると、スト
ッパボルトがナックルストッパに当接する際に、剛体同
士の衝突による衝接音が発生すると共に、該衝突に対す
る反力がナックルアームを介してステアリングホィール
（ハンドル）まで伝達されて運転者に不快感を与えるこ
とがある。さらに、車輪が、最大切れ角まで転舵した状
態（ナックルストッパにストッパボルトが当接した状態
）で縁石等に衝突すると、その衝突荷重が、ナックルス
トッパやストッパボルトを介してそのままステアリング
系やサスペンション系を構成するサスペンションアーム
等の部品に入力されるため、前記部品を強化する必要が
発生し、重量増加をまねく傾向があった。

【０００４】このために従来のステアリングナックルス
トッパ装置では、例えば実開昭５９−１２９６７２号公
報に記載されているように、ナックルストッパに当接す
るストッパボルトの先端部に、軸方向へ移動可能なボル
トキャップを弾性圧縮可能な緩衝部材を介して取付ける
ことで、ナックルストッパと突起部であるストッパボル
トとの衝突による衝接音を軽減し、かつ、前記車輪から
の衝突荷重を吸収している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のステアリングナックルストッパ装置では、車輪の最
大切れ角時に、サスペンションアームに配設したナック
ルストッパに対してナックルアームのストッパボルトを
当接させて車輪の転舵を規制することで、ナックルアー
ムの揺動を規制し、せいぜいナックルストッパにストッ
パボルトが衝突した際の衝接音や衝撃を吸収するだけの
作用しかなく、該車輪の最大切れ角時において積極的に
ステアリングの復元性を高める作用がない。

【０００６】このため、車輪の最大転舵時にステアリン
グの復元性が悪化するようなリンク構造を有する車両に
対しては、前記復元性を向上させるために、動的にキャ
スターを変化させてトレール量を減少するなど、ステア
リング系に複雑な機構が要求されるという問題がある。

【０００７】本発明は、前記のような問題点に着目して
なされたもので、車輪の最大転舵時にステアリングの復
元性が悪化する車両に対して、該最大転舵時からのステ
アリングの復元性を、簡単な機構で高めることを目的と
している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のステアリングナックルストッパ装置は、サ
スペンションアームに配設されたナックルストッパに対
してナックルアームに配設される突起部を当接させて、
車輪の最大切れ角を規制するステアリングナックルスト
ッパ装置において、前記ナックルストッパに、前記突起
部の当接方向に弾性変形する重ね板ばねを備えたことを
特徴としている。

【０００９】また、上記突起部をボルト等で特に形成せ
ず、タイロッドの端部とナックルアームとを結合する連
結部の突出面を突起部とするとよい。

【００１０】

【作用】ナックルアームが回転するにつれて車輪が転舵
し、該車輪が最大切れ角まで転舵されると、ナックルア
ームに配設されている突起部がサスペンションアームに
配設されているナックルストッパに当接して、前記車輪
の最大切れ角を規制する。

【００１１】このとき、前記突起部の先端はナックルス
トッパの重ね板ばねに当たり、さらに該重ね板ばねを撓
ませることで前記衝撃が吸収されて衝接音を軽減する。 また、突起部がナックルストッパに当接している状態で
、車輪に縁石等からの衝突荷重が入力されても、その入
力を前記重ね板ばねが撓んで吸収してナックルストッパ
やストッパボルトからのステアリング系やサスペンショ
ン系への前記衝突荷重の入力を抑制する。

【００１２】続いて、前記撓んだ重ね板ばねの弾性復元
力によって、該重ね板ばねに当接した前記突起部を押し
戻すことで、ナックルアームは所定の回転角度まで戻さ
れ、もってステアリングに発生する切れ込みトルクに応
じたスリップ角に車輪を切り戻す。

【００１３】なお、タイロッドの端部とナックルアーム
とを結合する連結部の突出面を突起部とみなすと、特に
突起部を配設するためにナックルアームへボルト等を取
付ける必要がなくなる。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 図１は内輪側のステアリングナックルストッパ装置を示
している。（外輪側は省略）まず構成を説明すると、図
１に示すように、図示しないステアリングホィール（ハ
ンドル）に連動するタイロッド１の端部にナックルアー
ム２が回転可能に連結されて、そのナックルアーム２と
タイロッド１の端部との連結部のサスペンションアーム
６側を、後述するナックルストッパ７に当接させる突起
部３とみなし、さらに前記ナックルアーム２の他端部を
ナックルスピンドル４に一体に固定し、また、前記ナッ
クルスピンドル４の外周には、同軸且つ回転自在に車輪
５を支持している。

【００１５】また、前記ナックルスピンドル４の車体側
下部に、ボールジョイントを介してサスペンションアー
ム６の一端部が揺動可能に連結され、かつ、該サスペン
ションアーム６の他端部を図示しない車体側に揺動可能
に連結し、さらに、そのサスペンションアーム６の中途
部において、前記ナックルアーム２の突起部３に対向す
る側面部に凹部６ａを形成し、その凹部６ａの前面にナ
ックルストッパ７が取付けられている。

【００１６】前記ナックルストッパ７は、図２及び図３
に示すように、前記凹部６ａの前面に取付けられた重ね
板ばね７ａからなり、その重ね板ばね７ａは、３枚のば
ね板を重ねて形成されて、その両端部に長手方向へ長径
になった長孔７ｃが設けられている。そして、前記重ね
板ばね７ａの長孔７ｃにボルト７ｂを貫通させて前記凹
部６ａの上縁部にボルト止めすることで、該重ね板ばね
７ａの両端部は長手方向に摺動可能となり、もって重ね
板ばね７ａを前記凹部６ａの溝方向へ撓み可能にする。

【００１７】前記構成のステアリングナックルストッパ
装置において、車両を旋回するために、図示しないステ
アリングホィールを回転すると、タイロッド１を介して
ナックルアーム２が回転されて車輪５を転舵する。そし
て、車輪５の切れ角が大きくなるほどナックルアーム２
はサスペンションアーム６に接近し、続けて該車輪５が
最大切れ角まで転舵すると、サスペンションアーム６に
配設されたナックルストッパ７の重ね板ばね７ａに対し
てナックルアーム２の突起部３が当接して、車輪５の最
大切れ角を規制する。

【００１８】このとき、車輪５が速い速度で転舵しても
、重ね板ばね７ａが、凹部７ｂの溝方向に撓んで前記突
起部３の衝突を吸収し該衝突による衝接音は小さくなる
。さらに、前記車輪５が最大切れ角に転舵している状態
で縁石等に衝突しても、該衝突荷重を前記重ね板ばね７
ａがさらに撓むことで吸収して、該ナックルストッパ７
や突起部３からステアリング系やサスペンション系に対
して該衝撃荷重に対する力が入力されることを抑制する
。

【００１９】続けて、撓んだ前記重ね板ばね７ａは、そ
の弾性復元力によって前記突起部３を押し戻して車輪５
の切れ角を切り戻す。一般に、ステアリングのリンク構
造は、遠心力を無視できる極く遅い車速で旋回する場合
には、アッカーマン型に近いほうがよいが、車両がある
程度以上の速度で旋回すると遠心力と釣り合うために車
輪５（内，外輪双方）にスリップ角が生じて、該スリッ
プ角分だけ車輪５の切れ角は増加し、さらに、アクスル
ステアが発生するために、前記アッカーマン型のままで
は、内輪を最大切れ角まで転舵させた場合に外輪の切れ
角に余裕が残る。このため、最少旋回半径を小さくし、
且つ操舵力を軽減することを目的として、外輪の最大切
れ角をさらに大きくとってアッカーマン率を下げること
でステアリングのリンク構造をパラレル型に近づけるこ
とがある。

【００２０】しかしながら、前記操舵力を軽減するため
に所定以上にアッカーマン率を下げると切れ込みトルク
（旋回中心へ向かうトルク）の発生のためにステアリン
グの復元性が悪化する。このようなステアリングのリン
ク構造を有する車両に、本実施例のステアリングナック
ルストッパ装置を適用すると特に好適である。

【００２１】そして、前記最大転舵時でのステアリング
の復元性の悪化を是正することを目的として、本実施例
のナックルストッパ７は、前記重ね板ばね７ａの弾性復
元力によって車輪５の切れ角を切り戻すことで、内輪５
の切れ角に切れ込みトルクに応じたスリップ角をもたせ
て、ステアリングの復元性を高める。

【００２２】さらに詳しく説明すると、例えば図４に示
すように内輪実舵角に応じてアッカーマン率が下がるス
テアリングのリンク構造では、操舵力は軽減するが復元
性は悪化する。

【００２３】なお、軸間距離を２．６５ｍ，内外輪のキ
ングピン間の距離を１．５０５ｍと仮定して、内輪の切
れ角をα，外輪の切れ角をβとすると、アッカーマン率
１００％では下記（１）式を満足する。 　　　　　　１．５０５　 　　（────＝）０．５６７９　　＝　　ＣＯＴ　β
　　−　　ＣＯＴ　α　　・・・・（１）　　　　　　
２．６５　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　例えば内輪の最大切れ角を３５度とすると
、アッカーマン率１００％の場合、前記（１）より外輪
の切れ角は２６．６度となるが、図４のグラフからアッ
カーマン率は６５％となるため、ステアリングのリンク
構造はパラレル型に近づいて大きくなり、外輪の実際の
切れ角は約２９．５度になる。すると、前記外輪の切れ
角２９．５度に対するアッカーマン理論上での内輪の切
れ角は前記（１）式より３９．８度であるため、内輪の
切れ角３５度との差４．８度だけ内輪が切れ戻っている
状態となり、もって内輪に切れ込みトルクが発生する。 また、図５に示すように、アッカーマン率が下がるに連
れてキングピン回りの切れ込みトルクも増大して、その
増大した切れ込みトルクがナックルアーム２に入力され
る。そして、前記両切れ込みトルクの発生で操舵性は向
上するが内輪のステアリングの復元性が悪化する。

【００２４】前記復元性の悪化を是正するために、本実
施例では、重ね板ばね７ａの弾性復元力によりナックル
アーム２を押し戻すことで、内輪１のスリップ角が、前
記切れ込みトルクがステアリング系のオーバオールレシ
オ等によるナックルアームの連結部でのフリクションと
釣り合うだけのスリップ角になるように、内輪１の転舵
角を切り戻して最大転舵時でのステアリングの復元性の
悪化を是正している。

【００２５】例えば、前記フリクションと切れ込みトル
クが釣り合うスリップ角に是正するために切り戻すべき
角度を５度とし、且つ、該ナックルアーム２の腕の長さ
を１７８ｍｍとすると、そのナックルアーム２の腕を５
度回転させるために、該ナックルアーム２の腕の一端で
あり突起部３を形成しているナックルアーム２の連結部
を、１７８ｍｍ×Ｔａｎ　５度＝１５ｍｍだけ重ね板ば
ね７ａの弾性復元力で戻せばよい。よって、前記重ね板
ばね７ａの弾性復元力を、切れ戻すべき角度に合わせて
ナックルアーム２の突起部３を押し戻す距離と反発力と
を求めて、該重ね板ばね７ａのばね定数や伸縮のストロ
ーク長を決定する。

【００２６】ここで、ナックルストッパ７に衝突したナ
ックルアーム２の突起部３を押し戻すために重ね板ばね
７ａを使用したので、コイルスプリング等の他の弾性体
と比較して、ボルト止めだけで簡単に取付けられて耐久
性が良く、さらにナックルアーム２の突起部３を押し戻
す距離や反発力を決定する伸縮のストローク長やばね定
数を選定しやすい。

【００２７】なお、本実施例では、ナックルストッパ７
に当接するナックルアーム２の突起部３をナックルアー
ム２とタイロッド１との連結部に設けたが、ナックルス
トッパ７と当接するのであればナックルアーム２の中途
部にボルト等を取りつけて前記突起部３としても構わな
い。

【００２８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のステ
アリングナックルアームストッパ装置は、車輪の最大切
れ角を規制し且つナックルストッパにナックルアームの
突起部が衝突する際の衝接音や入力された衝撃の伝達を
軽減するとともに、該車輪の切れ角を切り戻す作用も有
するので、最大切れ角時にステアリングの復元性が悪化
するようなステアリングのリンク構造であっても、該ス
テアリングに発生する切れ込みトルクに応じたスリップ
角に車輪に切り戻して、ステアリングの復元性を高める
ことができるという効果がある。

【００２９】また、前記ステアリングの復元性を向上す
るための弾性体として重ね板ばねを使用することで、コ
イルスプリング等の他の弾性体に比べて、ボルト止めだ
けで簡単に取付けられて耐久性が良く、さらにナックル
アーム２の突起部３を押し戻す距離や反発力を決定する
伸縮のストローク長やばね定数を選定しやすいという効
果もある。

【００３０】さらに、タイロッドの端部とナックルアー
ムとを結合する連結部の突出面を突起部とみなすことで
、ナックルアームに突起部を形成するために特にボルト
等を取付ける必要がないという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のステアリングナックルストッパ装置
を示す上面図である。

【図２】本実施例の重ね板ばねの取付けを示す図である
。

【図３】重ね板ばねの正面図を示す図である。

【図４】本実施例の内輪の切れ角とアッカーマン率との
関係を示す図である。

【図５】キングピン回りの切れ込みトルクとアッカーマ
ン率との関係を示す図である。

【符号の説明】

２　　　　ナックルアーム ３　　　　突起部 ５　　　　車輪 ６　　　　サスペンションアーム ７　　　　ナックルストッパ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　サスペンションアームに配設されたナ
   ックルストッパに対してナックルアームに配設される突
   起部を当接させて、車輪の最大切れ角を規制するステア
   リングナックルストッパ装置において、ナックルストッ
   パに、前記突起部の当接方向に弾性変形する重ね板ばね
   を備えたことを特徴とするステアリングナックルストッ
   パ装置。
2. 【請求項２】　　上記突起部は、タイロッドの端部とナ
   ックルアームとを結合する連結部の突出面である事を特
   徴とする請求項１記載のステアリングナックルストッパ
   装置。