JP6701488B2 - ステアリングナックル - Google Patents

Description

本発明は、操舵される車輪を回転可能に支持するステアリングナックルに関する。

ステアリングナックルは、車体を支える懸架装置、および車体に支持されたロアアームにより、車両上下方向において支持されている。特許文献１に開示されているステアリングナックルは、操舵される車輪が回転可能に支持される支持体（ステアリングナックル本体部）と、支持体の前端から車両前方に向けて延びる一対のブレーキキャリパアームとを備える。支持体は、操舵される車輪を取り付けるためのホイールハブを回転可能に支持している。

ホイールハブには、車輪とともに回転するディスクロータが取り付けられている。一対のブレーキキャリパアームには、制動装置（ディスクブレーキ）の一部を構成するブレーキキャリパが取り付けられている。ブレーキキャリパは、ディスクロータを車幅方向に挟み得る構成となっている。ブレーキペダルを踏むと、油圧などによりブレーキキャリパがディスクロータを車幅方向に挟み込む。これにより、車輪の回転方向とは逆方向の摩擦力がディスクロータに作用して車輪が制動される。

ディスクロータに作用する摩擦力の反力は、ブレーキキャリパに作用する。このため、一対のブレーキキャリパアームには、当該反力により発生する車幅方向回りの曲げモーメントが作用する。当該反力の作用点は、支持体に対する一対のブレーキキャリパアームの設置位置よりも車幅方向の外方に位置する。このため、一対のブレーキキャリパアームには、当該反力により発生する車両前後方向回りの曲げモーメントも作用する。このように、一対のブレーキキャリパアームには、当該反力による２種類の曲げモーメントが作用する。特許文献１に開示されているステアリングナックルでは、当該反力による車両前後方向回りの曲げモーメントに対する曲げ剛性が不足しているという懸念がある。このため、曲げ剛性を向上させるために一対のブレーキキャリパアームの断面積を増加させると、ステアリングナックルの質量増加が問題となる。

特開２００３−１１８６２３号公報

本発明は、上述の事情に鑑み、質量の増加を抑えつつ、一対のブレーキキャリパアームの曲げ剛性の向上を図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その課題とする。

本発明によれば、操舵される車輪が回転可能に支持される支持体と、前記車輪を制動させるブレーキキャリパが取り付けられるキャリパ取付け部を先端に有し、かつ前記支持体から車両前方に向けて延びる一対のブレーキキャリパアームと、を備え、一対のブレーキキャリパアームは、前記キャリパ取付け部と前記支持体との間に位置する第１連結部を有する第１アームと、前記キャリパ取付け部と前記支持体との間に位置する第２連結部を有し、かつ前記第１アームよりも車両下方に位置する第２アームと、を含み、車幅方向から視て、前記第１連結部の面積は、前記第２連結部の面積よりも大であり、車両上下方向から視て、前記第１連結部の車幅方向における寸法が、前記キャリパ取付け部から前記支持体にかけて徐々に大となることを特徴とするステアリングナックルが提供される。

本発明にかかるステアリングナックルによれば、質量の増加を抑えつつ、一対のブレーキキャリパアームの曲げ剛性の向上を図ることが可能となる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明の一実施形態にかかるステアリングナックルの車幅方向の内方から視た正面図である。 図１に示すステアリングナックルの平面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。

本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について、添付図面に基づいて説明する。

図１〜図４に基づき、本発明の一実施形態にかかるステアリングナックルＡについて説明する。ステアリングナックルＡは、操舵される車輪を取り付けるためのホイールハブ（図示略）を回転可能に支持している。ステアリングナックルＡの説明では、当該車輪が右側前輪である場合を対象とする。ステアリングナックルＡは、マクファーソンストラット式の懸架装置に支持されている。ステアリングナックルＡは、支持体１０、上部アーム２１、下部アーム２２、タイロッドアーム３０および一対のブレーキキャリパアーム４０を備える。ステアリングナックルＡは、たとえば鋳鉄製である。

ここで、説明の便宜上、これらの図において示されるｕｐｒを車両上方向、ｄｗを車両下方向、ｆｒを車両前方向、ｒｒを車両後方向、ｒｈを車両右方向、ｌｈを車両左方向とする。以下の説明で、特記なく上下を用いる場合は、車両上下方向の上下を指し、特記なく前後を用いる場合は、車両前後方向の前後を指す。車幅方向の内方とは、車幅方向（車両左右方向）のうち車内側（車室側）を向く方向を指す。車幅方向の外方とは、車幅方向のうち車外側を向く方向を指す。

支持体１０は、図１に示すように、車幅方向に貫通した開口部１１を有し、かつステアリングナックルＡの本体をなす部材である。開口部１１には、ハブベアリング（図示略）が取り付けられている。ホイールハブは、ハブベアリングに取り付けられている。これにより、ホイールハブは、ハブベアリングを介して開口部１１において回転可能に支持されている。ホイールハブには、車幅方向の外方に向けて突出する複数のハブボルト（図示略）が設けられている。複数のハブボルトを用いることにより、操舵される車輪がホイールハブに取り付けられる。これにより、操舵される車輪が支持体１０に回転可能に支持される構成をなす。ホイールハブの車幅方向の内方には、車輪を回転させるためのドライブシャフト（図示略）が連結されている。

上部アーム２１は、図１および図２に示すように、支持体１０の上端につながる部材である。上部アーム２１は、車両上方に向けて延びている。上部アーム２１の上端には、懸架装置の一部を構成するストラット（図示略）が取り付けられている。これにより、ステアリングナックルＡは、懸架装置に支持される構成をなす。

下部アーム２２は、図１に示すように、支持体１０の下端につながる部材である。下部アーム２２は、車幅方向の内方に向けて突出している。下部アーム２２には、車体に支持されるロアアーム５０が車両下方から取り付けられている。ロアアーム５０は、ボールジョイント（図示略）を介して下部アーム２２に取り付けられている。これにより、ステアリングナックルＡは、ロアアーム５０に回転可能に支持される構成をなす。

タイロッドアーム３０は、図１および図２に示すように、支持体１０の後端につながる部材である。タイロッドアーム３０は、車両後方に向けて延びている。タイロッドアーム３０の後端には、操舵装置の一部を構成するタイロッド６０がボールジョイント（図示略）を介して取り付けられている。操舵輪（ハンドル）を回転させると、ラック・アンド・ピニオン機構によりタイロッド６０が車幅方向に沿って動作する。タイロッド６０の動作に伴い、ステアリングナックルＡは、ストラットとともに車両上下方向回りに回転する。これにより、車輪の操舵がなされる。

一対のブレーキキャリパアーム４０は、図１および図２に示すように、支持体１０の前端につながる部材である。一対のブレーキキャリパアーム４０は、車両前方に向けて延びている。一対のブレーキキャリパアーム４０の各々は、キャリパ取付け部４１を有する。キャリパ取付け部４１は、ブレーキキャリパアーム４０の先端に設けられている。キャリパ取付け部４１には、車幅方向に貫通する取付け孔４１１が設けられている。一対の取付け孔４１１に挿入された締結部材によって、一対のキャリパ取付け部４１にブレーキキャリパ７１が取り付けられる。ブレーキキャリパ７１は、車輪を制動させるための制動装置の一部を構成する。

図２に示すように、車幅方向の外方において、ホイールハブにディスクロータ７２が取り付けられている。ディスクロータ７２は、ホイールハブと一体となって回転する。ブレーキキャリパ７１は、ディスクロータ７２を車幅方向に挟み得る構成となっている。ブレーキペダルを踏むと、油圧などによりブレーキキャリパ７１がディスクロータ７２を車幅方向に挟み込む。これにより、ホイールハブの回転方向とは逆方向の摩擦力がディスクロータ７２に作用して車輪が制動される。

図１に示すように、一対のブレーキキャリパアーム４０は、第１アーム４０Ａおよび第２アーム４０Ｂを含む。第１アーム４０Ａは、タイロッドアーム３０よりも車両上方に位置する。第１アーム４０Ａは、キャリパ取付け部４１と支持体１０との間に位置する第１連結部４２１を有する。第２アーム４０Ｂは、第１アーム４０Ａおよびタイロッドアーム３０よりも車両下方に位置する。第２アーム４０Ｂは、キャリパ取付け部４１と支持体１０との間に位置する第２連結部４２２を有する。

図１に示すように、車幅方向から視て、第１連結部４２１の面積Ａ１（図１においてハッチングにて示す領域）は、第２連結部４２２の面積Ａ２（図１においてハッチングにて示す領域）よりも大とされている。図２に示すように、車両上下方向から視て、第１連結部４２１の車幅方向における寸法Ｂは、キャリパ取付け部４１から支持体１０にかけて徐々に大とされている。これにより、図３に示す第１連結部４２１の断面積は、図４に示す第２連結部４２２の断面積よりも大となる。さらに、図２に示すように、車両上下方向から視て、ディスクロータ７２から最も遠くに位置する第１連結部４２１の車幅方向内方縁は、キャリパ取付け部４１から支持体１０にかけてディスクロータ７２から徐々に遠ざかる形状をなしている。当該形状は、連続的、かつ滑らかな曲線をなしている。

次に、ステアリングナックルＡの作用効果について説明する。

ステアリングナックルＡの一対のブレーキキャリパアーム４０は、第１連結部４２１を有する第１アーム４０Ａと、第２連結部４２２を有する第２アーム４０Ｂとを含む。図１に示すように、車幅方向から視て、第１連結部４２１の面積Ａ１は、第２連結部４２２の面積Ａ２よりも大である。図２に示すように、車両上下方向から視て、第１連結部４２１の車幅方向における寸法Ｂは、キャリパ取付け部４１から支持体１０にかけて徐々に大となる。これにより、車幅方向回りおよび車両前後方向回りのそれぞれの断面二次モーメントは、第２連結部４２２よりも第１連結部４２１の方が大となる。このため、第１アーム４０Ａの曲げ剛性が、第２アーム４０Ｂの曲げ剛性よりも大となる。

第１アーム４０Ａの曲げ剛性は、従来のステアリングナックル（特許文献１参照）におけるブレーキキャリパアームの曲げ剛性よりも大となる。これにより、車輪を制動させる際、ディスクロータ７２に作用する摩擦力の反力により発生する車幅方向回りの曲げモーメントを、全て第１アーム４０Ａに受け持たせることができる。一方、ディスクロータ７２に作用する当該摩擦力の反力により発生する車両前後方向回りの曲げモーメントは、第１アーム４０Ａおよび第２アーム４０Ｂの双方に分担して受け持たされることとなる。したがって、第２アーム４０Ｂの曲げ剛性は、従来のステアリングナックルにおけるブレーキキャリパアームの曲げ剛性よりも小とすることができる。

曲げ剛性の向上により、第１アーム４０Ａの質量は増加する。これに対して、第２アーム４０Ｂの曲げ剛性を低下させることができるため、第２アーム４０Ｂの質量は減少する。これにより、一対のブレーキキャリパアーム４０の合計質量の増加を抑えることができる。したがって、ステアリングナックルＡによれば、質量の増加を抑えつつ、一対のブレーキキャリパアーム４０の曲げ剛性の向上を図ることが可能となる。

本発明は、先述した実施形態に限定されるものではない。本発明の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ：ステアリングナックル
１０：支持体
１１：開口部
２１：上部アーム
２２：下部アーム
３０：タイロッドアーム
４０：ブレーキキャリパアーム
４０Ａ：第１アーム
４０Ｂ：第２アーム
４１：キャリパ取付け部
４１１：取付け孔
４２１：第１連結部
４２２：第２連結部
５０：ロアアーム
６０：タイロッド
７１：ブレーキキャリパ
７２：ディスクロータ
Ａ１，Ａ２：面積
Ｂ：寸法

Claims (1)

1. 操舵される車輪、およびディスクロータが回転可能に支持される支持体と、
   車輪制動時に前記ディスクロータを挟み込むブレーキキャリパが取り付けられるキャリパ取付け部を先端に有し、かつ前記支持体から車両前方に向けて延びる一対のブレーキキャリパアームと、を備え、
   前記一対のブレーキキャリパアームは、前記キャリパ取付け部と前記支持体との間に位置する第１連結部を有する第１アームと、前記キャリパ取付け部と前記支持体との間に位置する第２連結部を有し、かつ前記第１アームよりも車両下方に位置する第２アームと、を含み、
   車幅方向から視て、前記第１連結部の面積は、前記第２連結部の面積よりも大であり、
   車両上下方向から視て、前記ディスクロータから最も遠くに位置する前記第１連結部の車幅方向内方縁は、前記キャリパ取付け部から前記支持体にかけて前記ディスクロータから徐々に遠ざかる形状をなすとともに、当該形状は、連続的、かつ滑らかな曲線をなし、
   前記車両上下方向から視て、前記第１連結部の車幅方向における寸法が、前記キャリパ取付け部から前記支持体にかけて徐々に大となることを特徴とする、ステアリングナックル。

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