JPS5992264A - ステアリングナツクルのボ−ルジヨイント取付構造 - 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】 この発明ハ、自動車用ステアリングナックルのボールジ
ヨイント増刊桓造に関する。

従来のステアリングナックルのボールジヨイント月ｔｚ
＋１柘造としては、例えば、第１図に示すようなものが
ある。すなわち、図中１がステアリングナックルであり
、このステアリンクナックル１は、基板２と、この基板
２の一方の側面（ｉｌｌに突出するナックルスピンドル
３と、基板２の他方の側面側に突出するナックルアーム
４とからなり、これらは連続して一体に形成している。

基板２には、図示しないアッパサスペンションアーム７
１）ヒロアサスペンションアームの各一端が連結され、
捷た、ナックルスピンドル乙には、同様に図示しない車
輪が回転自在に支持される。ナックルアーム４が基板２
から突出する位置は、ナックルスピンドル３の軸心線か
ら外画進行方向のｒカ方に変位しており、このナックル
アーム４の先部に、ステアリンクハンドルの回転により
車幅方向に移動するステアリングリンク部拐の一具体例
を示すサイドロンド（図中略）の一端が、ボールジヨイ
ントを介して連結される。

すなわち、ボールジヨイントの一部を構成するボールス
タッド５は、ボール部６と、このボール部６に連続して
一体に形成された軸部７とからなリ、ホール部６の球面
の中心Ｃば、軸部７の軸心ｉ４　Ｌ上に位朧゛シている
。さらに、軸部７にはテーパが設けてあり、このテーパ
部分を、ナックルアーム４に設けたテーパ穴に嵌合する
と共に、軸部７先端のねじ７１１＼分に螺合するナツト
８の締め込みにより、ボールスタッド５がステアリング
ナックル１に固満される。９はワッシャである。

一方、ボール部６には、このボール部６を回動ｎ］能に
支持するボール受部（図中略）によってサイトロッドの
一端が連結され、このようにホールジヨイントを介して
、ステアリングナックル１とサイドロッドとが、相対的
に変位可能に連結される。かくしで、サイトロツド側の
移動に応じてステアリンクナックル１が回転変位して、
車輪を転舵するようにしている。

ところで、一般に自動畢の操縦安定性と前車輪の１・−
角変化特性との間には密接な関係があり、操縦安定性を
良くするためには、例えば、車両のバウンド・リバウン
ドによるトー角変化特性を、その車両の市°性Ｋ　矛＋
　したものに設定する必要がある。そのため、従来では
、しｌｌえは、つぎのような調整手段によってトー角変
化の訓％を行なうようにしていた。すなわち、第１の調
整手段としては、予め、両端部のボールスタンド取付穴
を上下左右に位置−ずれさせたクロスロッドを数秒類用
童し、これらクロスロッドの内からルｈ整に適したもの
を選択して、サイトロッドの一端に月！り伺けたポール
スタッドの軸部をクロスロッドのポールスタッド増刊穴
に嵌合して取り付け、もって、クロスロッドに対するサ
イトロッドの増刊位置を上下左右に位置すれさせて、ト
ー角変化訴１整を行なうものである。また、第２の調整
手段としては、アイドラアーム及びリレーレバーのアー
ム形状を、予め、アイドラアーム及びリレーレバーごと
に上下に位置ずれさせたものを数種類用がする一方、サ
イトロッドを長さ方向にｉｌ、！１脂ｎ］能に構成し、
前記アイドラアーム及びリレーレバーの内から訴１整に
過したものを選択して上下方向のＭｉｔａ　Ｍｉ卜を有
力２うと共に、サイトロッドで左右方向の調整を行なう
ととにより、トー角変化の調整を行なうようにしている
。

しかしながら、第１の調整手段の場合には、予め、数種
類のクロスロッドを用意しなければならないため、クロ
スロッドの製造、部品管理等が極めて煩雑であるはかり
でなく、トー角変化調整時のクロスロッドの取り扱い、
組替に等が棒めて面倒なものであった。オｌｔ　、第２
の調整手段の場合には、予め、数種類のアイドラアーム
及びリレーレバーを用戸する必要があるｄ゛がりでなく
、トー角変化調整を２個ｎｒで行なわなければ々らない
ため、その調整が煩雑であると同時に、前記第１の訓１
整手段と同４ｉｋの問題があった。

この発明は、このような従来の問題１壱に着目してなさ
れたものであシ、ポールスタッドのボール部の球面の中
心を、軸部の軸心線上から変位させることによシ、ステ
アリングナックルに対するステアリングリンク部利の取
付位置の自由度を増加させ、もって、手記問題を解決す
ることを目的と１２、ている。

旬１、この発明を図面に基づいて討１明する。

第２図は、この発明の一実施例を示す図である。

址ず、構成を説明すると、図中１がステアリングナック
ルであり、このステアリングナックル１は、基板２と、
この基板２の一方の側面側に突出するナックルアーム４
とからなり、これらは連続して一体に形成している。基
板２には、ボルト穴１１が枚数設けてあり、このボルト
穴１１を用いて、図示しないアッパサスベンンヨンアー
ム及びロアザスペンションアームの各一端が連結され、
これによってステアリングナックル１が、重体側に俯仰
可能に支持される。ナックルスピンドル６には、図示し
ないベアリングがηンり伺けられ、このベアリンクを介
して、同枳に図示しない車輪が回転自在に支持される。

捷た、基板２からナックルアーム４が突出する位置は、
ナックルスピンドル６の軸心線から外画進行方向の後方
に変位しておシ、このナックルアーム４の突出１１（１
の端部には、該ナックルアーム４を長手方向と交差する
方向に貫通ずるテーパ穴４ａを設けている。

図中５は、ボールジヨイントの一部を構成するポールス
タッドであり、このポールスタッド５は、ホール部６と
、！ｉｍ部７と、ボール部６と軸部７との間に介在する
連結部１０とからなシ、これらは連続して一体に形成す
る。前記軸部７は、テーパ部分と、このテーパ部分の、
ボール部６佃とは反対側に連続するねじ部分とからな９
、この軸部７の軸心線りと、ボール部６の球面の中心Ｃ
とは、変位′Ｗ４′Ｓをもって、互いに変位させている
。かかるポールスタッド５軸部７のテーパ部分を、前記
ナックルアーム４のテーパ穴４ａに嵌合すると共に、該
軸部７先端のねじ部分にナツト８を螺合してこのナツト
８を締め込むことにより、ボールスタッド５がナックル
アーム４に固着さＪしる。９はワッシャ１ある。

ナックルアーム４に固着さｊしたポールスタッド４のボ
ール賛１〕６は、該ナックルアーム４の上面から上方に
突出しており、このボール部６に、図示しないが、サイ
ドロッドの一端に設けた、ボールジヨイントの一部を構
成するホール受部が装着され、かかるボール受部と前記
ポールスタッド５とによって構成されるボールジヨイン
トを介して、ステアリングナックル１と、ステアリング
リンク部拐の一具体例を示すサイドロッドとが、相対的
に変位ｏＪ能に連結される。ｌお、サイドロッドの他端
は、外幅方向に延設し、かつ、ステアリングハンドルに
連糸ｉするクロスロッドに連結され、ステアリングハン
ドルの回（「に応じて、クロスロッドとサイドロッドと
が車幅方向に移動し、こＪ′１にｊ　’）　、前記アツ
バザスペンションアームとロアサスペンションアームと
の支持中心線を中心として、ステアリングナックル１が
回転変位する。その結果、ステアリンクナックル１と一
体に車輪が回転し、このように１７て小輪が転舵される
。

つぎに作用を説明する。

ボールスタット５の軸部７の軸心ＭＬに対して、ボール
部６の球面の中心Ｃは変位量Ｓたけ変位している。この
ため、軸部７の軸心線りを中心としてポールスタッド５
を回転すると、ボール部乙の球面の中心Ｃは、第３図に
示す円形の軌跡Ｔを描く。したがって、ポールスタッド
５を回転変ずＤさせることにより、前記軌跡Ｔ士の任意
の仲働にボール部６の球面の中心Ｃを設＞ｉノすること
ができる。

而して、トー角変化の調整子１旧は、まず、ナツト８を
緩めてボールスタンド５の軸部７とナックルアーム４の
テーバ穴４ａとの嵌合を触除し、つぎに、ポールスタッ
ド５をぞのＩｌｌ＋部７の軸心線り全中心として回転し
て、ボール部乙の球面の中心Ｃを、調整に適応した位置
にセットする。しかる後、町びナツト８を締結してナッ
クルアーム４にポールスタッド５を固定することにより
、ステアリングナックル１に対するサイドロッドの連結
位置を、第３し１に示すように、矢印で示す車両進行方
向妃対して前後左右に訃１整することができ、このよう
にして、トー角変化の調整を行なうことができる。

今、第３図において、１２をサイドロッド、１６ｒクロ
スロンド、Ｘをキングピン中心線、Ｙをサイドロッド１
２とクロスロッド１３との連結中心とし、これでボール
部６の球面中心Ｃを、各調整ごとに９０度つつ変化させ
て調整位置Ｃ，、Ｃ２，Ｃ８Ｃ４にそれぞれ設定すると
、第４し１のグラフに示すような、ブランビュにおける
内外輪切角４！１′性を得ることができろ。同し；にお
いて、縦軸には外輪切角（ｄｅｇ　）を示し、横軸には
内輪切角を示す。なお、グラフａは、内外輪等高線、グ
ラフｂは、アッカーマン理論切れ角、グラフｄは、第１
図の従来例で示したように、ボール部６の球面中心Ｃが
軸部７の軸心線り上に位置する場合の切れ角、の特性を
それぞれ表わす。

第５図のグラフ図は、第３図に示したトー角調整状態に
おける前車輪のトー賀什特性を示すものであシ、縦軸に
バウンド・リバウンド量（胡）を採り、横軸にトーイン
・トーアウト量（咽）を採ると、同図に示すようなトー
変化特性が得られ、球面中心Ｃを調整位置Ｃ１及び調整
位置Ｃ９に設定しまた場合には略同様の特性グラフが得
られ、１だ、球面中心Ｃを調整位ｉｄ　Ｃ，と訴１舶位
ｗＣ４とに設定した場合にも略同様の特性グラフが得ら
れた。なお、グラフｄは、ボール部６０球面中心Ｃと軸
部７の軸心線りとが同一線上にある場合のトー変化特性
を示し、また、球面中心Ｃｋ軸心線りとの間の変位籟Ｓ
を変えることにより、グラフｅ及びグラフｆに示すよう
なトー変化特性を得ることができる。

かくして、ｐｌ’＋’４．ｓ図に示したように、ボール
ジヨイントの球面連結位置を変えることにより、ステア
リングナックル１に対するサイドロッド１２の連結位置
が変（ヒして、内外輪の切角特性及び前車輪側のトー角
変化特性を変えることができる。

したがって、前述のよりなトー角変化の調整を行なうこ
とにより、車両の直進性、応答性等の操縦安定性をｍ・
Ｍ整・向上させることができると共に、ステアリングナ
ックル１に対するサイドロッド１２の増刊自由度が太き
いため沖積の異なる自動車へのステアリングナックル１
の共用化を図ることができる。しかも、ボールスタッド
５を軸心線りを中心と］７で回転させるだけでトー角変
化の調整を行なうことができるため、調整を極めて簡単
化することができると共に、トー角変化の訃１整に対応
した数種類の部品を用意する必要がないから、部品の製
造、管理等を容易にすることができる。

第６図ないし第８図には、ポールスタッドに位置決め機
能を持たせるようにした実施例を示す。

すなわち、第６図に示すポールスタッド１５は、軸部１
７のテーパ部分にセレーション（又はスプライン）１７
ａを設ける一方、ナックルアーム１４のテーパ穴り４ａ
内に、前記セレーション（又ｔよスプライン）１７ａに
嵌り合うセレーション（又はスプライン）を設けるよう
にしたものである。

壕だ、第７図囚、■）に示すホールスタッド２５は、軸
部２７のテーバ部分と同ねじ部分との間にセレーション
（又はスプライン）２７ａを設ける一方、このセレーシ
ョ：（又はスプライン）　２７ａに＠シ合うセレーショ
ン（又はスプライン）　２４１）をナックルアーム、２
４のテーバ穴り４ａ内に設けるようにしたものである。

さらに、第８図囚、■）に２ｐすホールスタッド６５は
、軸部６７のテーパ部分と同ねじ部分との間に、六角柱
をなす係止部３７ａを設ける一方、この係止部３７ａＫ
ＩＮり付う係止穴３４ｂをナックルアームろ４のテーパ
穴３４．ａ内に設けたものである。

なお、係止部３７ａ及び係止穴３４１）の形状は、六角
柱のみならず、四角柱その他の多角柱とすることができ
ることはもちろん１ある。

このように、第６図ないし第８図に示すポールスタッド
１５．２５．３５によれは、ナツクルアム１４，２４．
３４のテーバ穴１４ａ、２４ａ。

３４ａに、各実力１１１例における軸部１７　、２７．
３７を嵌め合わせることにより、そのままポールスタッ
ド１５　、２５　、３５の位置決めを行なうことができ
、位置決めを簡単化することができると共に、ボール部
６側から回転力が加わったときにその回転力を確実に受
けることができ、ナックルアーム１４．２４．３４とポ
ールスタッド１５，２５゜３５との間に緩みが生じるの
を有効に防止することができる。

以上説明してきたように、この４５明ては、車輪を回転
自在に支掲するステアリングナックルと、ステアリング
ツ・ンドルの回転によ°り車幅方向に移動するステアリ
ングリンク゛部材とを、ボール部及びこのボール部と−
・体の軸部を有するポールスタッドを用いたボールジヨ
イントを介して相対的に回動可能に連結するようｉｌ′
Ｃ′シたステアリングナックルのボールジヨイント取付
構造において、前記ボール部の球面の中心を、前記軸部
の軸心線上から変位させるようにした。このため、ポー
ルスタッドを、その軸心線を中心として回転させるだけ
で、ステアリングナックルに対するステアリングリンク
部材の連結位置を変化させることができる。

したがって、トー角変化の調整が筒中１こ行なえ、車両
の操縦安定性を調整・向上づせることが容易に行７ユえ
ると共に、ボール部の球面中心の自由度が太きいため、
サイズの異なる仙車種へのステアリングナックルの共用
化を図ることができるという効果が拘られる。さらに、
トー角変化の調整に対応した数棹類の部品を相隔する心
太がないから部品の製造、管理等を容易にすることがで
きるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のステアリングナックルのボールジヨイ
ント取付構造の要部を示す分解斜視図、第２図は、この
発明の一実施例を示す要部を分解した斜視図、第３図は
、トー角変化調桐の駁１明図、第４図は、プランビュに
おける内外輪切角特性を示すグラフ図、第５図は、前車
輪のトー変化特性／ を示すグラフ図、第６図は、この発明の一構成要素たる
ポールスタッドの他の例を示す分解斜視図、第７図（５
）、（Ｂ）は、同ポールスタッドのさらに他の例を示す
説明図、第８図囚、■）は、同ポールスタッドのさらに
首だ他の例を示す説明圀である。 １・・・ステアリングナックル、４，１４，２４゜６４
・・・ナックルアーム、４ａ、１４ａ、２４ａ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車輪を回転自在に支持するステアリングナックルと、ス
   テアリングハンドルの回転により車幅方向に移動するス
   テアリングリンク部拐とを、ボール部及びこのボール部
   と一体の軸部を有するボールスタッドを用いたボールジ
   ヨイントを介して相ダ］的に回動可能に連結するように
   したステアリンクナックルのボールジヨイント取付構造
   において、前記ボール部の球面の中心を、前記軸部の軸
   心線」二から変位させたことを特徴とするステアリング
   ナックルのボールジヨイント増刊構造。