(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被締結部材が接続される第１接続部の取付面の平面際から外側に伸びる曲部の少なくとも一部を補強する第１リブと、
別の被締結部材が接続される第２接続部の取付面の平面際から外側に伸びる曲部の少なくとも一部を補強する第２リブと、
を備え、
前記第１リブは前記第２リブと分離して設けられ、前記第１リブと前記第２リブの端部同士を結んだ線と前記第１リブ自体および前記第２リブ自体で囲まれた領域には、前記第１接続部および前記第２接続部が配置されておらず、
前記第１、第２接続部は車輪支持孔とは別に設けられ、
前記第１接続部と前記第２接続部の間の中間部には、前記第１リブと前記第２リブの双方が設けられた領域が形成され、
前記第１リブは、前記第１接続部の側部から前記第２接続部に向かって延設され、
前記第２リブは、前記第２接続部の側部から前記第１接続部に向かって延設されることを特徴とする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、車両に設けられるステアリングナックルに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。車両の軽量化のためにステアリングナックルにも軽量化と強度性能向上の要請がある。例えば、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、本体部の前側に設けられブレーキキャリパを取り付けるキャリパ接続部と、本体部の下部から車幅方向内側に向けて突出して設けられロアアームを取り付けるロアアーム接続部とを備える。
【０００３】
これらの接続部にはブレーキキャリパやロアアームなどの被締結部材がボルトによって締結される。特許文献１のステアリングナックルでは、アームを補強するための複数の縦壁部を連設した略Ｕ字状断面を形成することによってアームの剛性を高めるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ステアリングナックルのボルトで締結される接続部には、ボルトの滑りやゆるみを防止する観点から機械加工により高い精度の平面を確保するように、鋳肌面や鍛表面が平面加工された取付面が形成される。このような接続部には取付面の平面際から外側に伸びる曲線状の部分である曲部が形成される。曲部は、取付面が浮きボスに設けられる場合は浮きボスの根元部分に、取付面が座繰り凹部に設けられる場合は凹部の外壁に、環状または部分的に形成される。
【０００６】
車両走行中に被締結部材からこれらの接続部の間に荷重が入力されると、その接続部の曲部に応力が集中することがあり、この対応として、接続部のそれぞれの曲部を補強するために複数のリブを設けることが考えられる。しかし、特許文献１のステアリングナックルのように複数の縦壁部を連設すると、全体の断面二次モーメントが過度に高くなり、曲部との相対的な剛性差によって、曲部に応力が集中して強度性能を損なうことがある。
【０００７】
これに対して、応力が集中する曲部を太くして剛性を高めることも考えられるが、この場合ステアリングナックルの質量が増加して軽量化の要請に反する。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的は、ステアリングナックルにおいて、被締結部材から入力される荷重に対する接続部の曲部への応力の集中を緩和しうる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、被締結部材が接続される第１接続部の取付面の平面際から外側に伸びる曲部の少なくとも一部を補強する第１リブと、別の被締結部材が接続される第２接続部の取付面の平面際から外側に伸びる曲部の少なくとも一部を補強する第２リブと、を備える。前記第１リブは前記第２リブと分離して設けられ、前記第１リブと前記第２リブの端部同士を結んだ線と前記第１リブ自体および前記第２リブ自体で囲まれた領域には、前記第１接続部および前記第２接続部が配置されておらず、前記第１、第２接続部は車輪支持孔とは別に設けられ、前記第１接続部と前記第２接続部の間の中間部には、前記第１リブと前記第２リブの双方が設けられた領域が形成され、前記第１リブは、前記第１接続部の側部から前記第２接続部に向かって延設され、前記第２リブは、前記第２接続部の側部から前記第１接続部に向かって延設される。
【００１０】
この態様によると、被締結部材から入力される荷重に対する第１接続部と第２接続部のそれぞれの曲部への応力の集中を緩和することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ステアリングナックルにおいて、被締結部材から入力される荷重に対する接続部の曲部への応力の集中を緩和しうる技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】比較例のステアリングナックルを説明する模式図である。
【図２】実施例のステアリングナックルを説明する模式図である。
【図３】別の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。
【図４】別の実施例のステアリングナックルの部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
まず、比較例を参照して本発明に至った経緯を説明する。図１は共に比較例であるステアリングナックル２００とステアリングナックル３００を説明する模式図である。図１（ａ）はステアリングナックル２００の一部を拡大して示す正面図、図１（ｂ）はその側面図である。第１接続部２１０と第２接続部２２０との間に中間部２６０が設けられる。第１接続部２１０と第２接続部２２０とには、例えばロアアーム、アッパーアーム、ブレーキキャリア、リンク部材などの被締結部材がボルトにより締結される。
【００１４】
第１接続部２１０には、周辺面から窪んだ凹部２１０ａの中央付近に取付面２１０ｂが形成される。取付面２１０ｂは、ゆるみ防止の観点から高い平面度を確保するように、切削工具を用いた座繰り加工により形成される。取付面２１０ｂの中央には、被締結部材を締結する締結ボルトを挿通するためのボルト孔２１０ｃが設けられる。ボルト孔２１０ｃは第１接続部２１０の厚み方向に貫通する。
【００１５】
取付面２１０ｂの周辺境界部には切削工具に沿った曲線形状を有する曲部２１０ｄが形成される。曲部２１０ｄは、取付面２１０ｂの平面際から外側に伸びる曲線状の部分である。以下、曲部について取付面に垂直で半径方向に沿った平面で切断した断面形状を曲部の形状という。曲部２１０ｄの形状は、例えば取付面２１０ｂの平面際から半径方向に反り返ったＲ形状に形成される。
【００１６】
第１接続部２１０と同様に、第２接続部２２０には、凹部２２０ａの中央付近に取付面２２０ｂが、取付面２２０ｂの中央にボルト孔２２０ｃが、取付面２２０ｂの平面際から外側に伸びる曲部２２０ｄが、それぞれ形成される。曲部２２０ｄの形状は、例えば半径方向に反り返ったＲ形状に形成される。
【００１７】
第１接続部２１０または第２接続部２２０を通じて、路面から被締結部材を介して伝達された荷重により応力が発生し、曲部２１０ｄと曲部２２０ｄの中間部２６０を挟む領域Ｗ１と領域Ｗ２とに応力が集中する。この結果、領域Ｗ１と領域Ｗ２の耐応力の限界によってステアリングナックル２００全体の強度性能が制限され、領域Ｗ１と領域Ｗ２は、強度性能と軽量化のボトルネックになる。
【００１８】
図１（ｃ）は、第１接続部３１０と第２接続部３２０を有する比較例のステアリングナックル３００の側面図である。第１接続部３１０には、浮きボス３１０ａの中央付近に取付面３１０ｂが、取付面３１０ｂの中央にボルト孔３１０ｃが、取付面３１０ｂの平面際から外側に伸びる曲線状の曲部３１０ｄが、それぞれ形成される。第２接続部３２０は、浮きボス３２０ａの中央付近に取付面３２０ｂが、取付面３２０ｂの中央にボルト孔３２０ｃが、取付面３２０ｂの平面際から外側に伸びる曲線状の曲部３２０ｄが、それぞれ形成される。曲部３１０ｄと曲部３２０ｄの中間部３６０を挟む領域Ｗ１と領域Ｗ２とに応力が集中することによって、全体の強度が制限される点でステアリングナックル２００と同様であり、重複する説明は省く。
【００１９】
曲部への応力集中を緩和するために応力集中係数を低くするように、図１（ｂ）に示す曲部２１０ｄ’のようにＲ形状の半径を大きくすることが考えられるが、Ｒ形状の半径を大きくすると、切削範囲が拡がるから、Ｃ部で基本断面が低下してＣ部の応力が大きくなる懸念がある。また、全体の板厚を厚くすることも考えられるが、板厚を厚くすると質量が増大すると共に締結ボルトのボルト長が長くなることで質量とコストが増える要因となる。
【００２０】
次に、本発明の実施例のステアリングナックル１００について説明する。図２（ａ）は、本発明の実施例のステアリングナックル１００の一部を模式的に示す正面図、図２（ｂ）はその側面図である。ステアリングナックル１００は、ステアリングナックル２００に対して第１リブ２３０と第２リブ２３２が設けられる点で相違し、その他の構成はステアリングナックル２００と同様である。以下、重複する説明は省き相違する部分について説明する。
【００２１】
ステアリングナックル１００は、被締結部材が接続される第１接続部２１０の取付面２１０ｂの平面際から外側に伸びる曲部２１０ｄの少なくとも一部を補強する第１リブ２３０と、別の被締結部材が接続される第２接続部２２０の取付面２２０ｂの平面際から外側に伸びる曲部２２０ｄの少なくとも一部を補強する第２リブ２３２とを備える。第１リブ２３０は第２リブ２３２と分離して設けられ、第１接続部２１０と第２接続部２２０の間の中間部２６０には、第１リブ２３０と前記第２リブ２３２の双方が設けられた領域Ｄが形成される。
【００２２】
第１リブ２３０と第２リブ２３２とを連結して一体化すると、全体の断面二次モーメントが過度に高くなり、領域Ｗ１および領域Ｗ２との相対的な剛性差が生じることがある。この結果、相対的に剛性が低い領域Ｗ１と領域Ｗ２に応力が集中することで、強度性能と軽量化のボトルネックが解消できない。
【００２３】
そこでステアリングナックル１００では、第１リブ２３０と第２リブ２３２とが分離されると共に、第１接続部３１０と第２接続部３２０の間の中間部２６０には、第１リブ２３０と第２リブ２３２の双方が設けられる領域が形成される。特に、領域Ｗ１と領域Ｗ２の中間付近Ｄにて、第１リブ２３０が第２リブ２３２の一部と、中間部２６０の延在面において中間部２６０の延在方向に垂直な方向に重なるように設けられる。第１リブ２３０は、第２リブ２３２と別平面で互い違いに交差して、図２（ａ）の矢印Ｅの方向から視て重複する部分を有する。
【００２４】
この構成により、全体の断面二次モーメントを下げて相対的な剛性差を抑制し、前述のボトルネックを解消しうる。また、リブを局所的に設けるから質量の増加も最小限に抑えられ、取付面２１０ｂ、２２０ｂを含む基本断面特性が維持されるからボルト長の変更も避けうる。
【００２５】
ステアリングナックル１００では、ステアリングナックル２００に対して第１リブおよび第２リブを設ける例について説明したが、同様にステアリングナックル３００に対して、領域Ｗ１と領域Ｗ２を補強するために、分離される第１リブと第２リブを設け、中間部３６０に第１リブと第２リブの双方が設けられる領域を形成することができる。この場合も、ステアリングナックル１００と同様の作用効果を生じる。
【００２６】
次に、本発明の別の実施例のステアリングナックル１０について説明する。ステアリングナックル１０は、第１接続部として第１キャリパ接続部２８を、第２接続部として第１ロアアーム接続部２６を備える。第１キャリパ接続部２８と第１ロアアーム接続部２６については後述する。
【００２７】
図３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３(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３（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３（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、ステアリングナックル１０の方向として説明する。車幅方向は、車両前後方向および上下方向に直交する方向である。なお、車両前後方向を単に前後方向と表記することがある。
【００２８】
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、キャリパ接続部１４、ロアアーム接続部１６、リンク接続部１８、締結孔２０、首部２２、アッパーアーム接続部２４を備える。
【００２９】
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。
【００３０】
リンク接続部１８は、図３（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、アッパーアーム接続部２４を支持する。
【００３１】
キャリパ接続部１４は、ブレーキキャリパを取り付けるため、本体部１１の車両後方側の側部に設けられる。キャリパ接続部１４は、車輪支持孔１２より下側に設けられる第１キャリパ接続部２８と、車輪支持孔１２より上側に設けられる第２キャリパ接続部４０とを含む。
【００３２】
ロアアーム接続部１６は、本体部１１の車輪支持孔１２より下方に設けられ、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。ロアアーム接続部１６は第１キャリパ接続部２８の近傍に設けられる第１ロアアーム接続部２６と、第１ロアアーム接続部２６より前側に設けられる第２ロアアーム接続部４４とを含む。第２ロアアーム接続部４４は第１ロアアーム接続部２６より一段上側に位置する。
【００３３】
図４は、ステアリングナックル１０の部分拡大図である。第１キャリパ接続部２８には周辺面から突出するボス２８ａが設けられる。ボス２８ａの頂部にはブレーキキャリパが接する取付面２８ｂが形成される。取付面２８ｂは機械加工によって平面に加工される。第１キャリパ接続部２８の中央には、ブレーキキャリパを締結するボルトを挿通するためのボルト孔２８ｃが設けられる。ボルト孔２８ｃは略車幅方向に貫通する。ボス２８ａの取付面２８ｂの平面際から外側に伸びる曲線状の曲部２８ｄが形成される。曲部２８ｄの形状は例えば内側に窪むＲ形状にできる。曲部２８ｄは非加工の鋳肌面または鍛表面であってもよい。
【００３４】
第１ロアアーム接続部２６には、周辺面から窪む凹部２６ａが設けられる。凹部２６ａの底部にはロアアームの一端が接する取付面２６ｂが形成される。取付面２６ｂは機械加工によって平面に加工される。第１ロアアーム接続部２６の中央には、ロアアームの一端を締結するボルトを挿通するためのボルト孔２６ｃが設けられる。ボルト孔２６ｃは略上下方向に貫通する。凹部２６ａには、取付面２６ｂの平面際から外側に伸びる曲線状の曲部２６ｄが形成される。曲部２６ｄの形状は、例えば取付面２６ｂの平面際から半径方向に反り返ったＲ形状に形成される。
【００３５】
ところで、ロアアームからの荷重が第１ロアアーム接続部２６へ入力された場合に、第１ロアアーム接続部２６と第１キャリパ接続部２８の中間部６０には曲げられるような荷重が入力される。同様に、ブレーキキャリパからの荷重が第１キャリパ接続部２８へ入力された場合に中間部６０には曲げられるような荷重が入力される。
【００３６】
第１ロアアーム接続部２６へ入力された荷重によって、第１ロアアーム接続部２６の周辺では、荷重の入力位置に近い、中間部６０の端部に存在する曲部２６ｄに応力が集中し得る。同様に、第１キャリパ接続部２８へ入力された荷重によって、第１キャリパ接続部２８の周辺では、荷重の入力位置に近い、中間部６０の端部に存在する曲部２８ｄに応力が集中し得る。
【００３７】
そこで、実施例のステアリングナックル１０は、ブレーキキャリパが接続される第１キャリパ接続部２８の取付面２８ｂの平面際から外側に伸びる曲部２８ｄの少なくとも一部を補強する第１リブ３０と、ロアアームが接続される第１ロアアーム接続部２６の取付面２６ｂの平面際から外側に伸びる曲部２６ｄの少なくとも一部を補強する第２リブ３２と、を備える。特に、第１リブ３０は第１キャリパ接続部２８の側部から第１ロアアーム接続部２６に向かって延設され、第２リブ３２は第１ロアアーム接続部２６の側部から第１キャリパ接続部２８に向かって延設される。
【００３８】
図４（ａ）に示すように、第１リブ３０と第２リブ３２は、中間部６０の表面に延設される細長い筋状の突起形状を有し、第１リブ３０と第２リブ３２とは別々に分離されて設けられる。図４（ｂ）に示すように、第１キャリパ接続部２８と第１ロアアーム接続部２６の間の中間部６０には、第１リブ３０と第２リブ３２の双方が設けられた領域Ｆが形成される。特に、第１リブ３０は、曲部２８ｄと曲部２６ｄの中間付近にて、第２リブ３２の一部と被ることによって背面視にて重複する部分を有するように設けられる。第１リブ３０は第２リブ３２と別平面で互い違いに交差するように形成できる。
【００３９】
曲部２８ｄは第１リブ３０にカバーされることによって補強され、曲部２６ｄは第２リブ３２にカバーされることによって補強されるから、ブレーキキャリパまたはロアアームから入力される荷重に対する曲部２６ｄおよび曲部２８ｄの強度低下を抑制することができる。剛性を調整するために、第１リブ３０の延伸端は第１ロアアーム接続部２６から離れて位置し、第２リブ３２の延伸端は第１キャリパ接続部２８から離れて位置することができる。
【００４０】
第１リブ３０が第２リブ３２に直接結合される場合は、全体の断面二次モーメントが過度に高くなり、曲部２８ｄ、２６ｄとの相対的剛性差を生じ、結果的に曲部２８ｄ、２６ｄに応力が集中することがある。これに対して、第１リブ３０と第２リブ３２とは別々に分離して形成されるから、これらのリブの長さや形状をそれぞれ別々に設定することができる。また、第１リブ３０と第２リブ３２の間に凹んだ薄肉部が形成されるから、第１リブ３０と第２リブ３２の形状を調整することによって、全体の剛性を所望の大きさに抑えることができる。
【００４１】
第１リブ３０および第２リブ３２がそれぞれ曲部２８ｄと曲部２６ｄのみをカバーする短い長さである場合には、中間部６０には第１リブ３０と第２リブ３２のいずれにもカバーされない非カバー領域が形成される。非カバー領域は相対的に断面剛性が低く、荷重が入力された場合に応力が集中して強度が低下する恐れがある。
【００４２】
そこで、実施例のステアリングナックル１０では、中間部６０に第１リブ３０と第２リブ３２の双方が設けられる領域Ｆを形成するように、第１リブ３０と第２リブ３２とが長く形成されるから、非カバー領域が形成されず、中間部６０の強度の低下を抑制することができる。
【００４３】
以上説明したように、実施例のステアリングナックル１０は、二つの接続部の間に分離された二つのリブを適切に配置することによって、曲部２６ｄ、２８ｄを補強しつつ、二つの接続部の周辺における応力集中を緩和するような所望の断面剛性を実現することができる。
【００４４】
以上、本発明の実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。
【００４５】
ステアリングナックル１０では、取付面２８ｂがボス２８ａに形成され、取付面２６ｂが凹部２６ａに形成される場合について説明したがこれに限定されない。取付面２８ｂが凹部に形成されてもよく、取付面２６ｂがボスに形成されてもよい。
【００４６】
ステアリングナックル１０では、第１キャリパ接続部２８を第１接続部とし、第１ロアアーム接続部２６を第２接続部とする場合について説明したがこれに限定されない。第１接続部および第２接続部は、例えば、アッパーアーム接続部、ロアアーム接続部、キャリパ接続部、リンク接続部およびその他のステアリングナックルに設けられる接続部であってもよい。例えば、リンク接続部１８を第１接続部とし、第２ロアアーム接続部４４を第２接続部として本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０  ステアリングナックル、  １１  本体部、  １８  リンク接続部、
２６  第１ロアアーム接続部、  ２６ｄ  曲部、  ２８  第１キャリパ接続部、
２８ｄ  曲部、  ３０  第１リブ、  ３２  第２リブ、  ６０  中間部、
１００  ステアリングナックル、  ２１０  第１接続部、  ２１０ｄ  曲部、
２２０  第２接続部、  ２２０ｄ  曲部、  ２３０  第１リブ、
２３２  第２リブ、  ２６０  中間部。
【図１】
0006593086.tif 000002
【図２】
0006593086.tif 000003
【図３】
0006593086.tif 000004
【図４】
0006593086.tif 000005