(57)【要約】【目的】軸部両端中心を結ぶ作用線と軸部中心が一致しない異軸部を有するアーム部材であっても、重量が増加することなく、軸線方向からの荷重に対して容易に変形しない、座屈強度が高いアーム部材を提供する。【構成】鍛造或いは鋳造により製造され、両端に各々一方端部及び他方端部を有する軸部が形成されるアーム部材であって、軸部には、両端部の中心部を結ぶ作用線に対して中心が不一致となる異軸部が形成され、異軸部の軸線垂直方向断面は、断面中心より作用線側の面積が断面中心より反作用線側の面積より大きい。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍛造或いは鋳造により製造され、両端に各々一方端部（４）及び他方端部（７）を有する軸部（２）が形成されるアーム部材（１）であって、前記軸（２）には、両端部（４）、（７）の中心部（Ｏ１）、（Ｏ２）を結ぶ作用線（Ｓ）に対して中心部（Ｏ３）が不一致となる異軸部（３）が形成され、該異軸部（３）の軸線垂直方向断面は、中心部（Ｏ３）より作用線（Ｓ）側の面積が中心部（Ｏ３）より反作用線側の面積より大きいことを特徴とするアーム部材。
【請求項２】
前記異軸部（３）の軸線垂直方向断面形状は、中心部（Ｏ３）より作用線（Ｓ）側の面積が中心部（Ｏ３）より反作用線側の面積より大きい略凹形状であることを特徴とする請求項１記載のアーム部材。
【請求項３】
前記異軸部（３）の軸線垂直方向断面形状は、中心部（Ｏ３）より作用線（Ｓ）側の面積が中心部（Ｏ３）より反作用線側の面積より大きい略凸形状であることを特徴とする請求項１記載のアーム部材。
【請求項４】
前記異軸部（３）の軸線垂直方向断面形状は、中心部（Ｏ３）より作用線（Ｓ）側の面積が中心部（Ｏ３）より反作用線側の面積より大きい略三角形であることを特徴とする請求項１記載のアーム部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば自動車の懸架装置及び操舵装置等に使用されるアーム部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より自動車の連結装置や懸架装置などにはアーム部材が使用されていた。アーム部材は、様々な構造を有する自動車のステアリング装置にも使用されるが、その中のラック・ピニオン式のステアリング装置の構造には次のようなものがある。つまり、図１に示す如く、車輪７１を支持する車輪支持体６４はタイロッド５３及びタイロッド５３に連結するラックエンドを介してラック組立体５２のラックの軸（図示せず）に接続される。そしてラックの軸のラック歯に、ステアリングホイール５５から延びるステアリングシャフト５４の端部に設けられるステアリングギア（図示せず）が噛合されていた。このようなステアリング装置によれば、ステアリングホイール５５を回す回転運動がステアリングギア及びラック歯により、車幅方向の直進運動に変換され、車輪支持体６４を引っぱり及び押圧して車輪７１の向きを変える構造になっていた。
【０００３】
このステアリング装置に使用される、車輪支持体６４とラックの軸を連結するタイロッド５３は、図７に示す如く、一方端部１０４に軸線垂直方向に貫通する貫通孔１０６を有する円筒部１０５が形成され、他方端部１０７にラックエンドの雄螺子部と螺合する雌螺子部が内側に形成された軸部１０２を有するアーム部材１０１を備えていた。このアーム部材１０１は、円筒部１０５の中心部Ｏ’１と雌螺子部１０８の中心部Ｏ’２を結ぶ作用線Ｓに対して中心部Ｏ’３が一致しない異軸部１０３が、軸部１０２の軸線方向略中央部に形成されていた。この異軸部１０３は、車輌構造におけるレイアウトの関係上スペースを確保するために湾曲しており、軸線垂直方向断面形状は、図８に示す如く略円形で、中心部Ｏ’３より作用線Ｓ側と反作用線側の面積がほぼ同一であった。
【０００４】
上記の如き形状のアーム部材１０１は、丸棒材を鍛造によって湾曲した形状に成形し、製造されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如き形状のアーム部材１０１は、軸部１０２の両端部１０４、１０７の中心部Ｏ’１、Ｏ’２を繋ぐ作用線Ｓとは中心部Ｏ’３が一致しない異軸部１０３を有しているため、軸部１０２が直線状のアーム部材と比較して座屈強度が低くなっている。そのため、車輌走行中にタイヤが縁石にぶつかったりすると、タイヤから軸線方向の荷重がタイロッド５３のアーム部材１０１に付与されるが、アーム部材１０１に座屈現象が起こると想定される荷重より低い荷重でアーム部材１０１が座屈してしまうということがあった。このとき、アーム部材１０１の異軸部１０３は湾曲しているため、異軸部１０３が作用線Ｓから離間する方向へ変形していた。ここで、座屈強度を高くするために軸部の径を大きくすることが考えられるが、アーム部材の重量が増加してしまう。
【０００６】
従って本発明は上述の如き課題を解決し、軸部両端中心を結ぶ作用線と軸部中心が一致しない異軸部を有するアーム部材であっても、重量が増加することなく、軸線方向からの荷重に対して容易に変形しない、座屈強度が高いアーム部材を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下の如き構成である。
【０００８】
１  鍛造或いは鋳造により製造され、両端に各々一方端部及び他方端部を有する軸部が形成されるアーム部材であって、軸部には、両端部の中心部を結ぶ作用線に対して中心が不一致となる異軸部が形成され、異軸部の軸線垂直方向断面は、断面中心より作用線側の面積が断面中心より反作用線側の面積より大きい。
【０００９】
２  異軸部の軸線垂直方向断面形状は、断面中心より作用線側の面積が断面中心より反作用線側の面積より大きい略凹形状である。
【００１０】
３  異軸部の軸線垂直方向断面形状は、断面中心より作用線側の面積が断面中心より反作用線側の面積より大きい略凸形状である。
【００１１】
４  異軸部の軸線垂直方向断面形状は、断面中心より作用線側の面積が断面中心より反作用線側の面積より大きい略三角形である。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図１乃至図６に基づいて説明する。
【００１３】
図１は車両（自動車）のステアリングのジョイント装置５１及びその周辺の装置を表し、６１は車輪７１を支持する車輪支持体６４とその車輪支持体６４と車両の車体を連結・支持するアッパーアーム６２及びロアアーム６３とを備えるサスペンション装置である。また、車輪支持体６４はタイロッド５３及びタイロッド５３に連結されるラックエンドを介してラック組立体５２のラックの軸（図示せず）に接続される。そしてラックの軸のラック歯に、ステアリングホイール５５から延びるステアリングシャフト５４の端部に設けられるステアリングギア（図示せず）が噛合される。このようなステアリングによれば、ステアリングホイール５５を回す回転運動がステアリングギア及びラック歯により、車幅方向の直進運動に変換され、車輪支持体６４を引っぱり及び押圧して車輪７１の向きを変える。
【００１４】
上記の如きステアリング装置に使用されているタイロッド５３には、アーム部材１が使用されている。このアーム部材１について、図を基に説明する。
【００１５】
図２及び図５に示されるアーム部材１は金属製で、軸部２の一方端部４には軸線垂直方向に貫通する貫通孔６が形成される円筒部５を有し、他方端部７には図４に示す如く内側に雌螺子部８が形成されている。この軸部２は、一方端部４に形成される円筒部５の中心部Ｏ１と他方端部７に形成される雌螺子部８の中心部Ｏ２とを繋ぐ作用線Ｓとは中心部Ｏ３が不一致となる湾曲する異軸部３がアーム部材１に形成されている。円筒部５の貫通孔６には、図６に示す如く球状の球頭部７４と球頭部７４から突出する柄部７３とを有するボールスタッド７２と、球頭部７４を揺動回動自在に包持するベアリング７５とよりなるボールジョイント組立体７１が、円筒部５の他方開口６ｂから挿入されて、一方開口６ａからボールスタッド７２の柄部７３が突出し、他方開口６ｂには金属製の閉止板７６がかしめ固定され、ボールジョイント部となる。また、他方端部７に形成された雌螺子部８には図示せぬラック軸部の雄螺子部が螺合される。
【００１６】
このアーム部材１の異軸部３は、軸線垂直方向断面形状が略凹形状となっており、軸線垂直断面の面積が、図３の（ア）に示す如く異軸部３の中心部Ｏ３より作用線Ｓ側の方が異軸部３の中心部Ｏ３より反作用線側より大きくなるように形成されている。このとき異軸部３の重量は、従来例に示される、異軸部の軸線垂直断面が中心部より作用線Ｓ側と反作用線側の面積が同一になる形状の場合と同一である。また、軸部２の他方端部７は、図４に示す如く軸線垂直方向断面形状が略円形となっている。これは一方端部４においても同様である。
【００１７】
次に上記アーム部材１の製造方法を説明する。まず金属製で棒状のコイル材を所望の長さに切断した後、コイル材の一方端部４に円筒部５を形成して第一予備体を製造する。続いて、異軸部３の形状に倣った型彫空間を有する下型の上に第一予備体を配置して、上型で押圧して異軸部３を形成し、異軸部３を有する第二予備体を製造する。最後に第二予備体の他方端部７に雌螺子部８を成形して、アーム部材１の製造が終了する。
【００１８】
よって上記の如き形状のアーム部材１を使用したステアリング装置においては、アーム部材１の異軸部３が、中心部Ｏ３より作用線Ｓ側の面積の方が中心部Ｏ３より反作用側の面積より大きくなるように成形されているので、異軸部３における作用線Ｓ側の耐荷重性が反作用線側の耐荷重性より高くなっているので、異軸部３の耐荷重性が高くなり、座屈しにくくなる。
【００１９】
次に本発明によるアーム部材１の他の実施例を説明する。他の実施例におけるアーム部材１の異軸部３の軸線垂直方向断面は図３の（イ）に示す如く略凸形状で、異軸部３の中心部Ｏ３より作用線Ｓ側が異軸部３の中心部Ｏ３より反作用線側より断面積の大きい形状となっている。この場合も異軸部３の重量は、従来例に示される、異軸部の軸線垂直断面が中心より作用線Ｓ側と反作用線側の面積が同一になる形状の場合と同一である。
【００２０】
続いて、本発明によるアーム部材１の更に他の実施例を説明する。更に他の実施例におけるアーム部材１の異軸部３の軸線垂直方向断面は図３の（ウ）に示す如く略三角形で、異軸部３の中心部Ｏ３より作用線Ｓ側の面積が異軸部３の中心部Ｏ３より反作用線側の面積より大きい形状となっている。この場合も前記二つの実施例の場合と同様に重量の増加はない。
【００２１】
よって以上のように本発明によれば、鍛造或いは鋳造により製造され、両端に各々一方端部３及び他方端部７を有する軸部２が形成されるアーム部材１であって、軸部２には、両端部３、７の中心部Ｏ１、Ｏ２を結ぶ作用線Ｓに対して中心部Ｏ３が不一致となる異軸部３が形成され、異軸部３の軸線垂直方向断面は、中心部Ｏ３より作用線Ｓ側の面積が反作用線側の面積と比較して大きいので、異軸部３においては中心部Ｏ３より作用線Ｓ側の部分が中心部Ｏ３より反作用線側の部分より高い荷重を受けることができる。
【００２２】
なお、上記実施例では、アーム部材１を鍛造により製造しているが、鋳造により製造してもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、鍛造或いは鋳造により製造され、両端に各々一方端部及び他方端部を有する軸部が形成されるアーム部材であって、軸部には、両端部の中心部を結ぶ作用線に対して軸部中心が不一致となる異軸部が形成され、異軸部の軸線垂直方向断面は、断面中心より作用線側の面積が断面中心部より反作用線側の面積より大きいため、異軸部における中心部より作用線側が中心部より反作用線側より高い荷重を受けることができ、重量が増加することなく、アーム部材全体としての座屈強度を高くすることができる。
【００２４】
また、異軸部の軸線垂直方向断面形状を、断面中心部より作用線側の面積が断面中心部より反作用線側の面積より大きい略凹形状とすることにより、容易に本発明を実現できる。
【００２５】
更に、異軸部の軸線垂直方向断面形状を、断面中心部より作用線側の面積が断面中心部より反作用線側の面積より大きい略凸形状とすることにより、容易に本発明を実現できる。
【００２６】
更にまた、異軸部の軸線垂直方向断面形状は、断面中心部より作用線側の面積が断面中心部より反作用線側の面積より大きい略三角形とすることにより、容易に本発明を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アーム部材を使用したステアリング装置を表す部分断面正面図である。
【図２】本発明の実施例によるアーム部材の部分断面平面図である。
【図３】本発明の実施例によるアーム部材のＡ−Ａ断面図であり、それぞれ異なる実施例を表す。
【図４】本発明の実施例によるアーム部材のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明の実施例によるアーム部材の部分断面正面図である。
【図６】本発明の実施例によるアーム部材にボールジョイントが組み付けられた状態を表す部分断面正面図である。
【図７】従来のアーム部材の部分断面平面図である。
【図８】従来のアーム部材のＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
１  アーム部
２  軸部
３  異軸部
４  一方端部
７  他方端部
Ｏ１  （一方端部の）中心部
Ｏ２  （他方端部の）中心部
Ｏ３  （異軸部の）中心部
Ｓ  作用線
【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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