(57)【要約】【課題】  高い強度のナックルアームを有するステアリングナックルを提供する。【解決手段】  先端部３２においてタイロッドに接続されるナックルアーム１４を有する車両用ステアリングナックルにおいて、ナックルアームの軸線方向における中間部分５０の断面の形状を、主軸線ＬXが、タイロッドからの力の作用方向に平行な線をその断面を含む一平面へ投影した投影線ＬFに対して傾斜θ’するような形状とする。ナックルアームに捩り応力が発生しても、主軸線の方向が曲げ応力の方向に近づく方向にナックルアームが捩り変形するように構成することができ、そのように構成することで、その方向の捩り変形が生じる方向にタイロッドからの力が作用した場合における当該ナックルアームの強度を高めることが可能となる。【選択図】  図４
2014088113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を保持し、先端部においてタイロッドに接続されるナックルアームを有する車両用ステアリングナックルであって、
前記ナックルアームの軸線方向における中間部分が、
当該ナックルアームの軸線に直角な断面の主軸線が、前記タイロッドからの力の作用方向に平行な線を前記断面を含む一平面へ投影した投影線に対して傾斜するような形状とされた車両用ステアリングナックル。
【請求項２】
前記ナックルアームが、
ボールジョイントを介して前記タイロッドに接続され、前記先端部に、そのボールジョイントのボールスタッドのスタッド部が上下方向に嵌入する連結孔を有する請求項１に記載の車両用ステアリングナックル。
【請求項３】
前記中間部分が、
車両外側に向かう方向の力が前記タイロッドから前記ナックルアームの先端部に作用した場合における前記ナックルアームの捩じれによって、前記主軸線の前記投影線に対する傾斜が小さくなる側に、前記主軸線が前記投影線に対して傾斜するような形状とされた請求項１または請求項２に記載の車両用ステアリングナックル。
【請求項４】
前記中間部分が、当該中間部分の外周面のうちの前記主軸線を挟んで互いに背向する２つの面の一方に窪みを有する形状とされた請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の車両用ステアリングナックル。
【請求項５】
前記ナックルアームが、
ボールジョイントを介して前記タイロッドに接続され、前記先端部に、そのボールジョイントのボールスタッドのスタッド部が上下方向に嵌入する連結孔を有し、
前記ボールスタッドのスタッド部とボール部との上下方向における位置関係に従って、上下方向の一方を、前記スタッド部からボール部に向かう方向であるボール側方向と、他方を、前記ボール部から前記スタッド部に向かう方向であるスタッド側方向と、それぞれ定義した場合に、前記中間部が、前記２つの面のうち、スタッド側方向を向く面に前記窪みを有する形状とされた請求項４に記載の車両用ステアリングナックル。
【請求項６】
前記断面の主軸線が、前記投影線に対して、それらのなす角度が４０°以上５０°以下となるように傾斜する請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の車両用ステアリングナックル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪を転舵可能に保持する車両用ステアリングナックルに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用のステアリングナックルは、ステアリングシステムの構成要素であり、車輪を回転可能に保持するとともに転舵軸線回りの自身の回転によってその車輪の転舵を許容する部品である。このステアリングナックルは、ナックル本体から延び出して先端部においてタイロッドに連結されるナックルアームを有しており、そのナックルアームがタイロッドから受ける力によって、転舵軸線回りに回転させられる。このような構造から、ナックルアームには、比較的大きな曲げ応力が発生する。そのためナックルアームの断面形状を適切化することが望ましく、下記特許文献では、斜め方向の曲げ応力に対する断面形状の適切化について提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２０８５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明者は、ステアリングナックルの開発に携わる中、ナックルアームに曲げ応力に加えて捩り応力が発生する可能性があることを見出した。そして、その捩り応力にも配慮することで、ナックルアームの強度を向上させ得るとの知見を得た。本発明は、この知見に基づくものであり、高い強度のナックルアームを有するステアリングナックルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の車両用ステアリングナックルは、
車輪を保持し、先端部においてタイロッドに接続されるナックルアームを有する車両用ステアリングナックルであって、
前記ナックルアームの軸線方向における中間部分が、
当該ナックルアームの軸線に直角な断面の主軸線が、前記タイロッドからの力の作用方向に平行な線を前記断面を含む一平面へ投影した投影線に対して傾斜するような形状とされたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
上記本発明のステアリングナックルでは、ナックルアームに捩り応力が発生しても、上記主軸線の方向が曲げ応力の方向に近づく方向にナックルアームが捩り変形するように構成することができる。そのように構成することで、その方向の捩り変形が生じる方向にタイロッドからの力が作用した場合における当該ナックルアームの強度を高めることが可能となる。
【発明の態様】
【０００７】
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から何某かの構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
【０００８】
なお、以下の各項において、（１）項ないし（６）項の各々が、請求項１〜６の各々に相当する。
【０００９】
（１）車輪を保持し、先端部においてタイロッドに接続されるナックルアームを有する車両用ステアリングナックルであって、
前記ナックルアームの軸線方向における中間部分が、
当該ナックルアームの軸線に直角な断面の主軸線が、前記タイロッドからの力の作用方向に平行な線を前記断面を含む一平面へ投影した投影線に対して傾斜するような形状とされた車両用ステアリングナックル。
【００１０】
本項の態様は、タイロッドからの力が作用した場合において、ナックルアーム（以下、単に、「アーム」と言う場合がある）に、曲げ応力だけではなく捩り応力が発生する場合に有効な態様である。アームの捩り変形によって、上記中間部分の断面の主軸線の延びる方向がアームの曲りの方向に近づくように構成すれば、アームの強度、詳しくは、アームの曲げ応力に対する強度は、高くなる。
【００１１】
本態様における「ナックルアームの軸線」は、アームを長手方向に貫く中心軸線、或いは、中立軸（中立軸線）と考えることができ、「ナックルアームの軸線方向」とは、その軸線が延びる方向と考えることができる。そして、「ナックルアームの軸線方向の中間部分」は、アームの延びる方向における基端部（ナックル本体に繋がる部分）と先端部（タイロッドが連結される部分）との間に存在する部分を意味する。中間部分は、一般的に、先端部や基端部と比較して比較的細く、最も弱い（変形が大きくなる）部分、つまり、アームの最弱部位と考えることができる。したがって、本態様は、最弱部位の断面形状を上記のような形状とすることで、アームの断面積を大きくせずに、アームの強度を高めることができるのである。
【００１２】
また、本態様における「断面の主軸線」は、断面二次モーメントが最大となる軸線に直交する軸線と考えることができる。具体的には、例えば、長方形の断面を想定したときに、向かい合う２つの長辺の中点を結ぶ線が、断面二次モーメントが最大となる軸線に相当し、向かいあう２つの短辺の中点を結ぶ線が、上記主軸線に相当する。さらに、「タイロッドからの力の作用方向」とは、アームの先端部がタイロッドから受ける力の向きであり、一般的には、概して水平に近い方向となり、本態様における「投影線」は、概して水平に近い線となる。
【００１３】
（２）前記ナックルアームが、
ボールジョイントを介して前記タイロッドに接続され、前記先端部に、そのボールジョイントのボールスタッドのスタッド部が上下方向に嵌入する連結孔を有する(1)項に記載の車両用ステアリングナックル。
【００１４】
本項の態様は、アームに捩り応力が発生する典型的な態様である。ボールジョイントは一般的には、スタッド部とそのスタッド部の一端に付設されたボール部とからなるボールスタッドと、そのボールスタッドのボール部を回転可能に保持するハウジングをを含んで構成されている。そのようなボールジョイントを採用する連結構造では、一般的に、タイロッドの先端部にハウジングが付設されており、スタッド部が、アームの先端部に形成された連結孔に差し込まれるようにされている。このようなアームとタイロッドとの連結構造では、スタッド部は、タイロッドに対して比較的自由に傾くことができるため、アームの先端部には、アームを捩ろうとする力が作用することで、アームに捩り応力が生じ、アームが捩り変形することになる。したがって、そのような連結構造によってアームがタイロッドに接続されるステアリングナックルに対して、各項の態様の技術的特徴は、充分な効果を発揮することができるのである。
【００１５】
（３）前記中間部分が、
車両外側に向かう方向の力が前記タイロッドから前記ナックルアームの先端部に作用した場合における前記ナックルアームの捩じれによって、前記主軸線の前記投影線に対する傾斜が小さくなる側に、前記主軸線が前記投影線に対して傾斜するような形状とされた(1)項または(2)項に記載の車両用ステアリングナックル。
【００１６】
主軸線の延びると曲げの方向とが近ければ近いほど程、曲げ応力に対する強度は高くなる。したがって、捩り変形によって、主軸線が曲げの方向に近づけば、曲げに対するアームの強度は高くなる。本態様では、車両外側に向かう方向の力がタイロッドからアームの先端部に作用した場合に、主軸線が曲げの方向に近づく構成とされている。車両外側に向かう方向の力がタイロッドからアームの先端部に作用するシチュエーションは、逆の見方をすれば、タイロッドを車幅方向における車両の中央部に向かわせる方向の力が、外部から車輪に作用するシチュエーションであり、そのシチュエーションは、車輪の縁石への乗り上げ，脱輪，車輪への何らかの物体の衝突等の事象によって引き起こされる。つまり、それらの事象が発生する場合には、タイロッドからアームに大きな反作用力が作用するため、上記シチュエーションにおけるアームの強度は特に重要である。本態様によれば、そのシチュエーションにおけるアームの強度を高くすることが可能である。
【００１７】
（４）前記中間部分が、当該中間部分の外周面のうちの前記主軸線を挟んで互いに背向する２つの面の一方に窪みを有する形状とされた(1)項ないし(3)項のいずれか１つに記載の車両用ステアリングナックル。
【００１８】
例えば、アームを捩った場合のそのアームの回転中心（「剛心」とも呼ぶこともできる）と力の作用点（実際の作用点の断面への投影点と考えることもできる）との距離を小さくすることで、捩り応力を小さくすること、すなわち、捩り変形を小さくすることが可能である。本態様によれば、アームの中間部分において、上記２つの面の一方に窪み（凹所）を形成することで、中間部分の断面における回転中心と力の作用点との距離を小さくすることが可能である。中間部分をそのような断面形状とすることで、捩りに対するアームの強度を高めることが可能となる。
【００１９】
また、曲げ応力と捩り応力との連成が生じる部位（曲げに起因した引張応力と捩りに起因したせん断応力との連成が生じる部位と考えることもできる）では、つまり、２つの応力が互いに助長し合う部位では、最も強度が低くなると考えられる。本態様では、上記窪みの存在によって、曲げ応力が最大となる部位と捩り応力が最大になる部位との間に、あたかも凸部が形成されたような形状の中間部分とすることが可能である。つまり、窪みが設けられた面と、その面と隣合う面との間に、突起が設けられたような形状の断面とすることができ、例えば、窪みが設けられた面において捩り応力が最大となるように、かつ、その面と隣合う面において曲げ応力が最大となるようにすることで、効果的に、曲げ応力と捩り応力との連成、簡単に言えば、曲げとねじりとの連成を防止することができるのである。そのようなアームとすることにより、そのアームの強度が高まることになる。
【００２０】
（５）前記ナックルアームが、
ボールジョイントを介して前記タイロッドに接続され、前記先端部に、そのボールジョイントのボールスタッドのスタッド部が上下方向に嵌入する連結孔を有し、
前記ボールスタッドのスタッド部とボール部との上下方向における位置関係に従って、上下方向の一方を、前記スタッド部からボール部に向かう方向であるボール側方向と、他方を、前記ボール部から前記スタッド部に向かう方向であるスタッド側方向と、それぞれ定義した場合に、前記中間部が、前記２つの面のうち、スタッド側方向を向く面に前記窪みを有する形状とされた(4)項に記載の車両用ステアリングナックル。
【００２１】
本態様は、ボールジョイントを介してアームとタイロッドとが連結される先の態様において上記窪みの形成位置に限定を加えた態様である。ボールジョイントを用いて連結する態様では、ボールジョイントを構成するボールスタッドのボール部の中心が、上述の力の作用点となる。そのため、本態様のように、ボールジョイントの反対側の面に上記窪みを設けることで、作用点と上述の回転中心との距離を小さくすることができる。その結果、アームの捩り応力に対する強度を高めることができるのである。
【００２２】
（６）前記断面の主軸線が、前記投影線に対して、それらのなす角度が４０°以上５０°以下となるように傾斜する(1)項ないし(5)項のいずれか１つに記載の車両用ステアリングナックル。
【００２３】
本態様によれば、アームが相当な角度捩られた場合に、上記主軸線の延びる方向と上記投影線が延びる方向が一致することになる。そのような角度にまで捩られるシチュエーションは、アームの破断をも想定せざるを得ないシチュエーションである。つまり、本態様は、アームの破断をも考慮して、アームの強度を向上させた態様である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】車両用ステアリングナックルを車幅方向における車両中央側から車両外側に向かって眺めた図である。
【図２】車両用ステアリングナックルのナックルアームを拡大して示す斜視図である。
【図３】タイロッドからナックルアームに力が作用した場合のナックルアームの変形の様子を示す図である。
【図４】従来のステアリングナックルが有するナックルアームの中間部の断面形状、および、実施例のステアリングナックルが有するナックルアームの中間部の断面形状を示す図である。
【図５】従来のステアリングナックルが有するナックルアームの中間部に作用する曲げ力および捩り力を示すとともに、曲げ力によって中間部が回転する様子を示す図である。
【図６】従来のステアリングナックルのナックルアームに対してそれの強度を向上させる２つの手段を説明するための図である。
【図７】実施例のステアリングナックルが有するナックルアームを、図１とは反対の視点で示す図である。
【図８】実施例のステアリングナックルが右輪用，左輪用のいずれであるか、ナックルアームが車両前方側，車用後方側のいずれに延び出すかによって、ナックルアームの中間部の傾き方向をどのように変更するかを説明するための図である。
【図９】実施例のステアリングナックルのナックルアームを型を用いて成形する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、請求可能発明を実施するための形態として、請求可能発明の実施例である車両用ステアリングナックルを、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例の車両用ステアリングナックルに関し、請求可能発明の対象となる車両用ステアリングナックルの基本構造，ナックルアームの捩り変形および従来の車両ステアリングナックルが有するナックルアーム，ナックルアームの強度を向上させるための手段，実施例の車両用ステアリングナックルが有するナックルアームについて、順に説明する。
【００２７】
≪１．車両用ステアリングナックルの基本構成≫
請求可能発明の対象となる車両用ステアリングナックルの一例としてのステアリングナックル１０は、図１に示すように、ナックル本体１２と、ナックル本体１２から延び出すナックルアーム１４とを含んで構成されている。このステアリングナックル１０は、ストラットマウント型（マクファーソン型）のサスペンション装置の一部をなすものであり、ナックル本体１２は、上部において、ショックアブソーバ１６に固定され、下部に設けられた被支持孔１８において、図示を省略するボールジョイントを介してロアアーム２０に、回転可能かつ傾動可能に支持される。また、ナックル本体１２には、図示を省略するベアリングが嵌入されるシャフト穴２２が設けられており、そのシャフト穴２２において、そのベアリングを介して、図示を省略するアクスルが回転可能に保持される。図示を省略する車輪は、そのアクスルに取り付けられる。さらに、ナックル本体１２には、ブレーキキャリパ２４を取り付けるための２つのブラケット２６が設けられている。
【００２８】
図２をも参照しつつ説明すれば、ナックルアーム１４（以下、単に、「アーム１４」と呼ぶ場合がある）は、基端部３０においてナックル本体１２と一体化されており、先端部３２において、ボールジョイント３４を介してタイロッド３６と連結される。ボールジョイント３４は、ボール部３８とスタッド部４０とからなるボールスタッド４２と、タイロッド３６の先端に固着されるとともにボールスタッド４２をボール部３８において回転可能かつ傾動可能に支持するハウジング４４とを含んで構成されており、ボールスタッド４２のスタッド部４０が、アーム１４の先端部３２に当該先端部３２を上下方向に貫通して穿設された連結孔４６に嵌入する状態で、その先端部３２に締結される。なお、アーム１４は、基端部３０よりも先端部３２の方が上方に位置しており、それら基端部３０と先端部３２との中間部分である中間部５０は上下方向において曲がった形状をなしている。
【００２９】
ステアリングナックル１０は、右前輪用のものであり、図１では左方が車両前方とされている。図１から解るように、ステアリングナックル１０では、アーム１４は、概して車両後方に向かってナックル本体１２から延び出している。タイロッド３６は、ステアリングホイールの回転操作に応じて車幅方向に往復動可能とされており、タイロッド３６の車両右側の端部が車両外側に向かって移動するときに、つまり、タイロッド３６からアーム１４の先端部３２に車両の右側に向かう方向の力が作用するときに、その力によって、ステアリングナックル１０は、上方から見て左回りに回転させられ、車輪は左向き（車両が左旋回する向き）に転舵される。逆に、タイロッド３６の車両右側の端部が車両中央側に向かって移動するときに、つまり、タイロッド３６からアーム１４の先端部３２に車両の左側に向かう方向の力が作用するときに、その力によって、ステアリングナックル１０は、上方から見て右回りに回転させられ、車輪は右向き（車両が右旋回する向き）に転舵される。
【００３０】
≪２．ナックルアームの捩り変形と従来のナックルアーム≫
上記基本構成を有するステアリングナックル１０では、アーム１４の先端部３２にタイロッド３６から力Ｆ（以下、「作用力Ｆ」と言う場合がある）が作用すると、アーム１４は、曲り変形に加えて、捩り変形が加わる。具体的に言えば、例えば、図２の白抜き矢印の向きに、力が作用した場合、その力の作用点は、ボールジョイント３４のボールスタッド４２のボール部３８の中心となると考えられるため、曲げ力に加え捩り力がアーム１４の先端部３２に作用し、図３の２点鎖線のように変形する。
【００３１】
従来のステアリングナックル１０のアーム１４は、中間部５０が、図４（ａ）に示すような断面形状のものとされており、図５に示すように、作用点Ａに作用力Ｆが作用した場合、その中間部５０には、曲げ力ＦBに加え、捩り力ＦTが作用するのである。つまり、曲げ応力に加えて、捩り応力が生じるのである。ちなみに、図５に示す作用点Ａ，作用力Ｆは、厳密には、当該断面を含む一平面に投影されたものである。また、従来のステアリングナックル１０が有するアーム１４の中間部５０の断面形状は、上下の辺が長辺となる概して長方形とみなすことができ、その断面は、力が作用していない場合には、図５（ａ）に示すように、断面二次モーメントが最大となる軸線ＬYが、概して鉛直方向に伸び、その軸線ＬYに直角な軸線ＬX、つまり、主軸線ＬXが、概ね水平方向に延びる姿勢となっている。そして、その断面の重心Ｏと、捩り力ＦTの作用による断面の回転中心Ｏ’とが、略一致するとして扱うことができることとする。ちなみに、アーム１４は均質な材料から形成されているため、上記重心Ｏは、図心と一致しており、また、回転中心Ｏ’は剛心Ｏ’と呼ぶこともできる。
【００３２】
車輪に外部から力が加わる場合、タイロッド３６の反作用力としての上記作用力Ｆが発生し、その外部からの力、つまり、作用力Ｆが相当に大きくなった場合には、断面は、捩り力ＦTの作用によって、重心Ｏと略一致する回転中心Ｏ’を中心に回転し、傾斜角θだけ傾いて、図５（ｂ）に示すような姿勢に変化する。その場合、上記主軸線ＬXが、作用力Ｆの方向、厳密に言えば、その作用力Ｆの方向に平行な線を当該断面を含む平面に投影した投影線ＬPに対して傾き、曲げ力ＦBに対する断面二次モーメントが小さくなり、曲げ変形の量が比較的大きなものとなる。つまり、曲げに対するアーム１４の剛性が低下することになるのである。
【００３３】
さらに、発生する曲げ応力，捩り応力に関して言えば、図５（ａ）に示すように、曲げ応力に起因する引張応力は、中間部５０の外周面のうちの図において左側の短辺として表わされている面を構成する部分ＰAおいて大きくなり、捩り力応力に起因するせん断応力は、中間部５０の外周面のうちの主軸線ＬXを挟む２つの面の一方、詳しくは、図において上側の長辺として表わされている面を構成する部分ＰBにおいて大きくなる。それらの部分ＰA，ＰBを、それぞれ、曲げ起因大応力部ＰA，捩り起因大応力部ＰBと呼べば、それらの部分の各々を構成する面が交わる角の部分ＰC、つまり、それらの面が連続する部分ＰCにおいて、２つの応力の連成が生じ、その部分ＰCの応力が最も大きくなる。つまり、その部分ＰCを最大応力部ＰCと呼べば、その最大応力部ＰCおよびその近傍は、強度の最も低い最弱部位となる。ちなみに、図２において、最弱部位ＰWが、網掛けして示されており、上記応力の連成によって生じるそのような最弱部位ＰWの存在は、アーム１４の強度を低下させる大きな一因となっているのである。
【００３４】
≪３．ナックルアームの強度を向上させるための手段≫
アーム１４の強度を向上させるための第１の手段として、図６（ａ）に示すように、中間部５０を、タイロッド３６からの作用力Ｆが作用しない状態において上記主軸線ＬXが上述した投影線ＬPに対して傾くような断面形状のものとすることが考えられる。より詳しく言えば、中間部５０の断面形状を、作用力Ｆの作用方向に平行な線をその断面を含む一平面に投影した投影線ＬFに対して、予定傾斜角θ’傾斜するような形状とするのである。この手段は、タイロッド３６の中間部５０に捩り力ＦTが作用することを前提として、中間部５０がその捩り力ＦTの作用によって予定傾斜角θ’だけ回転した場合に、主軸線ＬXが上記投影線ＬPに一致するように、予め主軸線ＬXを傾斜させておくための手段である。この手段を採用すれば、相当に大きな作用力Ｆが作用した場合に、曲げ力ＦBの方向と主軸線ＬXの延びる方向が一致し、その作用力Ｆが作用した場合の曲げ変形を小さくすることができるのである。つまり、アーム１４の中間部５０の曲げ剛性を高くすることができるのである。
【００３５】
アーム１４の強度を向上させるための第２の手段として、図６（ｂ）に示すように、中間部５０の断面形状を、上下の２辺の一方、つまり、上記主軸線ＬXを挟んで互いに背向する２つの辺の一方に窪み５２を有する形状とすることが考えられる。具体的には、上下方向に関して、ボールスタッド４２のスタッド部４０からボール部３８に向かう方向をボール側方向と、ボール部３８からスタッド部４０に向かう方向をスタッド側方向と、それぞれ定義した場合に、中間部５０のスタッド側方向を向く面である上面に、窪み５２を有する形状とするのである。つまり、上下方向において上記作用力Ｆの作用点Ａから遠い面に、窪み（「凹所」と呼ぶこともできる）５２を設けるのである。
【００３６】
詳しい説明は省略するが、回転中心Ｏ’と上記作用力Ｆの作用点Ａとの上下方向における距離である作用点回転中心間距離をｄと、中間部５０の断面二次極モーメントをＩPと、中間部５０の横弾性係数をＧと、それぞれ表わせば、アーム１４の中間部５０の傾斜角θは、下式のように表わすことができる。
θ＝（Ｆ・ｄ）／（Ｇ・ＩP）
上記式によれば、作用点回転中心間距離ｄが小さいほど、傾斜角θが小さくなることが理解できる。
【００３７】
図５に示すように、従来のステアリングナックル１０のアーム１４の作用点回転中心間距離ｄがｄAであるのに対して、上述したように窪み５２を形成したアーム１４では、作用点回転中心間距離ｄがｄB（＜ｄA）と小さくなっている。この理論は、純粋な材料力学的な理論であるのでここでの説明は省略するが、窪み５２を形成することにより、作用点回転中心間距離ｄが小さくなり、その結果、同じ作用力Ｆが作用した場合における断面の傾斜角θ、つまり、中間部５０の捩り変形の量が小さくなるのである。すなわち、窪み５２を設けることによって、アーム１４の中間部の捩り剛性を高くすることができるのである。
【００３８】
また、上記窪み５２を設けることによって、中間部５０は、それの断面における左側の短辺として表わされている面と、上側の長辺として表わされている上面のとの間に、あたかも、突起（「凸所」と呼ぶこともできる）５４が設けられたような形状をなしている。この突起５４の存在により、上述の曲げ起因大応力部ＰA，捩り起因大応力部ＰBとの連続する部分における曲げ応力と捩り応力との連成が回避あるいは軽減されることになる。その結果、従来のステアリングナックル１０のアーム１４において最弱部位ＰWとされていた部位の強度が高められるのである。
【００３９】
≪４．実施例のステアリングナックルが有するナックルアーム≫
実施例のステアリングナックル１０では、アーム１４の強度を向上させるための上記２つの手段の両方とも採用し、中間部５０が図４（ｂ）に示す断面形状となるアーム１４を有するように構成されている。つまり、中間部５０を、主軸線ＬXを上記投影線ＬPに対して予定傾斜角θ’傾斜させるとともに、主軸線ＬXを挟んで互いに背向する２つの辺のうち一方、つまり、スタッド側方向を向く面である上側の面に窪み５２を有する形状のものとしている。ちなみに、このアーム１４を、図１とは反対側の視点において示したものが図７であり、その図では、窪み５２が網掛けによって示されており、その窪み５２は、基端部３０に近づくにつれて滑らかに浅くなり、先端部３２に近づくにつれて滑らかに浅くなる。なお、予定傾斜角θ’についても、基端部３０に近づくにつれて漸減し、先端部に近づくにつれて漸減している。
【００４０】
主軸線ＬXの傾斜の向き、つまり、アーム１４の中間部５０の傾き方向に関して言えば、中間部５０は、車両外側に向かう方向の力がタイロッド３６からアーム１４の先端部に作用した場合におけるアーム１４の捩じれによって、主軸線ＬXの投影線ＬPに対する傾斜角θが小さくなる側に傾斜するような形状とされている。また、予定傾斜角θ’は、４０°以上５０°以下（図では、約４５°）に設定されている。つまり、アーム１４が相当な角度捩られた場合に、主軸線ＬXの延びる方向と投影線ＬPが延びる方向が一致する（傾斜角θが０°となる）ようにされている。したがって、実施例のステアリングナックル１０は、アーム１４の破断の可能性のあるシチュエーションを想定した設計とされているのである。
【００４１】
なお、図４，図７に示すアーム１４を有する実施例のステアリングナックル１０は、右前輪用であり、かつ、ナックル本体１２から車両後方側にアーム１４が延び出すステアリングナックル１０である。実施例のステアリングナックル１０は、左輪用のステアリングナックル，車両前方側にアーム１４が延び出すステアリングナックルをも対象とする。図８に模式的に示すように、右輪６０Ｒ用であるか左輪６０Ｌ用であるか、および、アーム１４が車両前方側に延び出すか車両後方側に延び出すかによって、アーム１４の上記傾斜の方向を変更すればよい。ちなみに、図８（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、それぞれ、右輪６０Ｒ用でアーム１４が車両後方側に延び出すもの，左輪６０Ｌ用でアーム１４が車両後方側に延び出すもの，右輪６０Ｒ用でアーム１４が車両前方側に延び出すもの，左輪６０Ｌ用でアーム１４が車両前方側に延び出すもののそれぞれのアーム１４の中間部５０の断面を示している。
【００４２】
ちなみに、実施例のステアリングナックル１０は、例えば、鍛造，鋳造等によって成形される。その場合、２つの型を用い、それら２つの型を閉型させて、鍛造，鋳造等を行う。つまり、２つの型を閉型させた状態でキャビティを形成する型面が、ステアリングナックル１０の外周面となるような対型（ダイセット）を用いて、成形を行う。そのような対型でアーム１４を成形する場合、２つの型は、図１におけるアーム１４の手前側と奥側に配置され、アーム１４の中間部５０は、図９に示すようにして形成される。この図から解るように、アーム１４の中間部５０に上記窪み５２が設けられていても、２つの型７０，７２によって、容易に成形を行うことができる。具体的に言えば、２つの型７０，７２を図に示すように構成することにより、窪み５２が、それらの型７０，７２の離型（製品をとり出すために２つの型を互いに分離させることを意味する）を阻害することはない。言い換えれば、窪み５２が設けられることによって窪み５２に隣接する凸部７４，７６が引っ掛ることなく、それらの型７０，７２の離型を円滑に行うことができるのである。
【符号の説明】
【００４３】
１０：ステアリングナックル    １２：ナックル本体    １４：ナックルアーム    ３０：基端部    ３２：先端部    ３４：ボールジョイント    ３６：タイロッド    ３８：ボール部    ４０：スタッド部    ４２：ボールスタッド    ４４：ハウジング    ４６：連結孔    ５０：中間部（中間部分）    ５２：窪み    ５４：突起
Ｆ：作用力（タイロッドからナックルアームの先端部に作用する力）    ＦB：曲げ力    ＦT：捩り力    Ａ：作用点    Ｏ：重心    Ｏ’：回転中心（剛心）    ＬX：主軸線    ＬY：断面二次モーメントが最大となる軸線    ＬP：作用力の方向に平行な線の投影線    θ：傾斜角    θ’：予定傾斜角    ＰA：曲げ起因大応力部    ＰB：捩り起因大応力部    ＰC：最大応力部    ＰW：最弱部位  ｄA，ｄB：作用点回転中心間距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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