(57)【要約】【課題】  簡素な構造で操舵特性を総体的に向上させる【解決手段】  一端である固定部１２ａにてボールジョイント２０を介してステアリングタイロッドを姿勢可変に結合させるアーム本体１２ｂを含むアーム１２と、アーム１２の他端１２ｅが固定されるナックル本体１０とを備え、アーム本体１２ｂの断面のせん断中心Ｃｓは、断面の図心Ｃｆから離隔している、ステアリングナックル１。【選択図】  図２
2016088117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端にてステアリングタイロッドを姿勢可変に結合させるアームと、
前記アームの他端が固定されるナックル本体とを備え、
前記アームの断面のせん断中心は、前記断面の図心から離隔している、
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、自動車のステアリングナックルに関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、自動車のステアリングリンク機構の下流としての、ステアリングナックル及びその周辺の部材の構成（以下、操舵／懸架構成と称す）を模式的に示す断面図である。
【０００３】
図に示すように、ステアリングナックル１００は、タイヤ４００を装着するホイール３００と同軸に配置された車軸２００の外周に嵌合するとともに、下方においてロアアーム５００とボールジョイント（図示省略）を介して接合され、中段においてステアリングタイロッド７００と、ロアアーム５００と同様ボールジョイント（図示省略）を介して接合され、上部においてはストラットアッシ６００と接合される。
【０００４】
図８はステアリングナックル１００の構成を示す斜視図である。ステアリングナックル１００は、車軸２００が貫通される開口１０ａを有するナックル本体１０の表面に、ストラットアッシ６００を固定するためのアーム１１、ステアリングタイロッド７００と接合するためのアーム１１０、ロアアーム５００と接合するための接続部１３、図７では省略したブレーキキャリパと接続するための接続部１４を備える。ステアリングナックル１００は例として鋳鉄品として製造され、したがってナックル本体１０、アーム１１及び１１０、並びに接続部１３及び１４は一体的に形成されている。
【０００５】
なお、アーム１１の先端部１１ａは一対の部材に先割れしてストラットアッシ６００が挿入される開口１１ｃと連通しており、先端部１１ａの側面に開口された貫通孔１１ｂにボルト等を挿入して締結することによりストラットアッシ６００を固定する。
【０００６】
また、アーム１１０は、ステアリングタイロッド７００との固定位置となる固定部１１０ａと、固定部１１０ａとナックル本体１０との間を橋渡しする、略角柱状のアーム本体１１０ｂとを有する。なお、ステアリングタイロッド７００は、固定部１１０ａに図示しないボールジョイントを介することにより姿勢可変に結合される。
【０００７】
操舵／懸架構成は、上記の構成を有することにより、ステアリングの操作を、ステアリングタイロッド７００を介してタイヤ４００に伝達し自動車を操舵させるようにしている。
【０００８】
このような操舵／懸架構成を有する自動車において、操舵性能を向上させる種々の試みがなされており、例として特許文献１には、ステアリングタイロッド７００と連結されるステアリングギアボックス（図７には示されない）の位置を上下動させることによりロールステア特性をアンダーにして操舵時の安定性を高める技術が開示されている。更に、特許文献２には、ステアリングギアボックスを異なる向きから押圧するゴムブッシュにより支持してステアリングギアボックスの支持剛性を向上させて、ステアリングの操舵感をより直接的にする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２２５７３０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８０２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の自動車においては、以下のような課題があった。すなわち、特許文献１に開示される技術においては、ステアリングギアボックスの位置を上下動させる機構が複雑であり、ステアリングの操舵感が不安定になるという不具合が生ずる。一方、特許文献２に開示される技術においては、ステアリングギアボックスの支持剛性の向上化のため、ロールステア特性をアンダーにすることが困難になるという不具合が生ずる。
【００１１】
更に、これらの特許文献に開示される技術は、いずれもステアリングリンク機構において上記操舵／懸架構造よりも上流側である、ステアリングギアボックス寄りの構成に着目したものであって、これは自動車の構造を複雑化させるものであった。
【００１２】
すなわち、従来の自動車における操舵性能を向上させる技術は、構造の複雑化を招来するとともに操舵性能の向上と低下が一組となったトレードオフの関係を含むこととなっていた。
【００１３】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、操舵／懸架構造における簡素な構造で操舵特性を総体的に向上させることが可能なステアリングナックルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明の側面は、一端にてステアリングタイロッドを姿勢可変に結合させるアームと、前記アームの他端が固定されるナックル本体とを備え、前記アームの断面のせん断中心は、前記断面の図心から離隔している、ステアリングナックルである。
【００１５】
なお、本発明は、他の側面として、前記せん断中心は、前記アームを間に挟んで、前記断面の図心から離隔しているものであってもよい。
【００１６】
更に、本発明は、他の側面として、前記アーム及び前記ステアリングタイロッドの揺動中心と前記せん断中心との間に、前記アームが位置しているものであってもよい。
【００１７】
更に、本発明は、他の側面として、前記アームの前記断面の形状は、略Ｕ字型であるものであってもよい。
【発明の効果】
【００１８】
以上のような本発明は、簡素な構造で操舵特性を総体的に向上させることが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係るステアリングナックルの構成を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態に係るステアリングナックルの作用効果を説明するための図
【図３】本発明の実施の形態に係るステアリングナックルの作用効果を説明するための比較例を示す図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態に係るステアリングナックルにおける特性を説明するための比較例の特性を示す図（ｂ）本発明の実施の形態に係るステアリングナックルにおける特性を説明するための比較例の特性を示す図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態に係るステアリングナックルにおける特性を説明するための図（ｂ）本発明の実施の形態に係るステアリングナックルにおける特性を説明するための図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態に係るステアリングナックルの他の構成例を示す図（ｂ）本発明の実施の形態に係るステアリングナックルの他の構成例を示す図
【図７】自動車のステアリングナックル及びその周辺の構造を示す図
【図８】従来のステアリングナックルの構成を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態に係るステアリングナックルの構成を示す斜視図である。ステアリングナックル１は従来例と同様、図７に示す操舵／懸架構成に組み込まれる部材であって、車軸２００が貫通される開口１０ａを有するナックル本体１０の表面に、ストラットアッシ６００を固定するためのアーム１１、ステアリングタイロッド７００と接合するためのアーム１２、ロアアーム５００と接合するための接続部１３、ブレーキキャリパと接続するための接続部１４を備える。更に、ステアリングナックル１は例として鋳鉄品として製造され、したがってナックル本体１０、アーム１１及び１２、並びに接続部１３及び１４は一体的に形成されている。
【００２２】
更に、アーム１１の先端部１１ａは一対の部材に先割れしてストラットアッシ６００が挿入される開口１１ｃと連通しており、先端部１１ａの側面に開口された貫通孔１１ｂにボルト等を挿入して締結することによりストラットアッシ６００を固定する。
【００２３】
更に、アーム１２は、ステアリングタイロッド７００との固定位置となる固定部１２ａと、他端１２ｘから延出して固定部１２ａとナックル本体１０との間を橋渡しするアーム本体１２ｂとを有する。固定部１２ａには、ステアリングタイロッド７００の一部をなすボールジョイント２０が固定されており、ボールジョイント２０を介することにより、ステアリングタイロッド７００はアーム１２に対して姿勢可変に結合している。なお、図中においては、ステアリングタイロッド７００は省略して示した。
【００２４】
以上の構成において、ステアリングナックル１は本発明のステアリングナックルに相当し、ナックル本体１０は本発明のナックル本体に相当し、アーム１２は本発明のアームに相当し、アーム１２の固定部１２ａは本発明のアームの一端に相当し、アーム本体１２ｂの他端１２ｘは本発明のアームの他端に相当する。
【００２５】
このような構成を有する本実施の形態１は、ステアリングタイロッド７００と接合するためのアーム１２として、ステアリングタイロッド７００との固定位置となる固定部１２ａと、固定部１２ａとナックル本体１０との間を橋渡しする、延伸方向における断面形状が略Ｕ字状のアーム本体１２ｂとを有することを特徴とする。
【００２６】
すなわち、アーム本体１２ｂは、断面形状が略Ｕ字状を有することにより、図２に示すように、せん断中心Ｃｓがアーム本体１２ｂから離れた位置に形成されるとともに、図心Ｃｆがアーム本体１２ｂから、せん断中心Ｃｓと逆向きに離れた位置に形成される。これにより、アーム本体１２ｂは、ステアリングタイロッド７００からの力が加われるとねじれが生じる。
【００２７】
したがって、アーム本体１２ｂの一端である固定部１２ａに固定されたボールジョイント２０は、ねじれの影響により、ボールジョイント２０を含むステアリングタイロッド７００に対して、図中矢印Ｄに沿った向きに示すように、上下動を含む首振り運動（揺動）を生じさせる。これにより、ストラットアッシ６００とステアリングタイロッド７００との間にリンク干渉が生じ、ロールステア特性をアンダーとすることができる。
【００２８】
ここで図３に、従来のステアリングナックル１００を有するステアリングリンク機構において、ステアリングギアボックスの左右位置（車両走行方向を含む面上にて、当該走行方向に直交する向き）を可変させる構成を比較例として示す。図３に示すように、ステアリングナックル１００は略角柱状のアーム本体１１０ｂを有するアーム１１０により、ステアリングギアボックス３０の端部に位置するステアリングタイロッド７００に、ボールジョイント２０を介して姿勢可変に結合される。
【００２９】
なおステアリングギアボックス３０においては、ギアボックス本体部３１とステアリングタイロッド７００とはブーツ３２により覆われたジョイントにより姿勢可変に結合されている。また、ボールジョイント２０は、タイロッドエンド７０１に内蔵されるとともにカバー７０２により覆われている。
【００３０】
このような比較例においては、ギアボックス本体部３１に押圧してこれを支持する弾性ブッシュ４０を介することによりステアリングギアボックス３０の左右位置を可変させて、ロールステア特性をアンダーとするようにしている。
【００３１】
しかしながら、かかる比較例においては、弾性ブッシュ４０はゴム等の弾性体として実現され、図４（ａ）に示すように、静ばねとして見た場合の荷重に対する撓み特性は、自動車の速度に応じて変化し、低速時において撓みやすく、高速時において撓みにくい非線形的な態様を有する。同様に、図４（ｂ）に示すように、動ばねとして見た場合の周波数に対する特性も非線形に変化し、したがって自動車の低速時には小さく、高速時には大きくなる。このような弾性ブッシュ４０の特性は、特に低速運転時においてステアリングの操舵感を不安定にする原因となってしまう。
【００３２】
これに対し、本実施の形態は、ステアリングギアボックス３０を、弾性ブッシュ４０を省略する等して、剛性を保ちつつ支持した状態において、ステアリングタイロッド７００を、断面略Ｕ字状のアーム本体１２ｂを有するアーム１２に結合している。ねじれを生じさせるアーム本体１２ｂは、ナックル本体１０と一体化した金属製の部材であって、その弾性体としての撓み特性は、図５（ａ）に示すように線形で、自動車の速度によらず一定である。
【００３３】
換言すれば、本実施の形態においては、操舵／懸架構成を含めたステアリングリンク機構全体の剛性を保ちつつ、ロールステア特性だけが調整される構成となっている。これにより、ロールステア特性をアンダーとしつつ、低速運転時においてもステアリングの直接的な操舵感を損なうことがない。したがってトレードオフの関係を解消して自動車の操舵性能を総体的に向上させることが可能となる。
【００３４】
また、本実施の形態においては、ロールステア特性の調整幅はせん断中心Ｃｓからボールジョイント２０までの距離に依存するのに対し、アーム本体１２ｂ単体の変位はアーム１２のねじれに起因するため、微小に抑えられる。したがって、アーム１２は歪みが抑えられ、ステアリングタイロッドを支持する部材としての強度は確保される。
【００３５】
更に、アーム本体１２ｂ単体の変位が微小に抑えられることから、図５（ｂ）に示すように、ストラットアッシ６００のサスペンションストロークの変化に対するトー角の変化に関し、トー変化（イ）を従来のトー変化（ロ）よりも抑制して、走行時の安定性を向上させることが可能となる。
【００３６】
以上のように、本発明の実施の形態のステアリングナックルによれば、断面略Ｕ字状のアーム本体１２ｂを有するアーム１２を備えたことにより、ステアリングリンク機構の他の部分の構成によらず、簡素な構成で自動車の操舵性能を総体的に向上させることが可能になる。
【００３７】
しかしながら、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。上記の説明においては、アーム１２は、延伸方向における断面形状が略Ｕ字状のアーム本体１２ｂを有するとしたが、アームの断面形状としては、図６（ａ）に示すように、延伸方向における断面形状が略Ｖ字状とすることもできる。更に、図６（ｂ）に示すように、延伸方向における断面形状が略Ｈ字状とすることもでき、
【００３８】
要するに、本発明のアームは、せん断中心がアームの図心から離隔した位置に形成されることにより、外力によってアームを撓ませて、ステアリングタイロッドに上下動を含む首振り運動を生じさせることができればよく、断面形状その他の具体的な形状によって限定されるものではない。更に、アーム本体１２ｂの図心Ｃｆは、アーム本体１２ｂの断面内に位置するものとしてもよいし、せん断中心Ｃｓが、アーム本体１２ｂの断面内に位置するものとしてもよい。
【００３９】
しかしながら、本実施の形態のように、アーム本体１２ｂのせん断中心Ｃｓが、アーム本体１２ｂを間に挟んで、アーム本体１２ｂの図心Ｃｆから離隔して配置された構成とすることは、アームのねじれを大きくすることができ、より好適である。
【００４０】
更に、本実施の形態のように、アーム及びステアリングタイロッドの揺動位置に対応するボールジョイント２０とせん断中心Ｃｓとの間に、アーム本体１２ｂが位置していることは、ボールジョイント２０の撓み量を大きくとることができ、より好適である。
【００４１】
更に、本実施の形態のように、アーム本体１２ｂの断面形状を略Ｕ字状とすることは、アーム１２の強度を大きくとることができ、製造が容易で低コストに本発明を得ることができ、より好適である。
【００４２】
更に、上記の説明においては、ステアリングナックル１とステアリングタイロッド７００とは、ステアリングタイロッド７００のタイロッドエンド７０１に含まれるボールジョイント２０を介して姿勢可変に結合されるものとしたが、本発明はアームの一端がステアリングタイロッドを姿勢可変に結合させるものであればよく、当該一端とステアリングタイロッドとの結合の具体的な態様により限定されるものではない。例えばアーム１２の固定部１２ａがボールジョイントを含む態様として実施してもよい。
【００４３】
更に、上記の説明においては、本発明は自動車のステアリングナックルにおいて実施するものとして説明を行ったが、本発明は、ステアリングナックルを実装するものであれば、自動車の具体的な用途、規格、駆動形式等によって限定されるものではなく、操舵される車輪を有する任意の車両において実施してもよい。
【００４４】
以上のように、本発明のステアリングナックルは、一端にてステアリングタイロッドを姿勢可変に結合させるアームと、前記アームの他端が固定されるナックル本体とを備え、前記アームの断面のせん断中心は、前記断面の図心から離隔しているものであればよく、ナックル本体及びアームの、その他の具体的な目的、用途、構成によって限定されるものではない。
【００４５】
したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内であれば、以上説明したものを含め、上記実施の形態に種々の変更を加えたものとして実施してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のような本発明は、簡素な構造で操舵特性を総体的に向上させることが可能な効果を有し、例えば自動車のステアリングナックルへの適用において有用である。
【符号の説明】
【００４７】
１、１００  ステアリングナックル
１０  ナックル本体
１０ａ、１１ｃ  開口
１１、１２、１１０  アーム
１１ａ  先端部
１１ｂ  貫通孔
１２ａ、１１０ａ  固定部
１２ｂ、１１０ｂ  アーム本体
１２ｅ  他端
１３、１４  接続部
２０  ボールジョイント
３０  ステアリングギアボックス
３１  ギアボックス本体部
３２  ブーツ
４０  弾性ブッシュ
２００  車軸
５００  ロアアーム
６００  ストラットアッシ
７００  ステアリングタイロッド
７０１  タイロッドエンド
７０２  カバー
【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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