JP7306611B2 - steering knuckle - Google Patents
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Description
本発明は、ブレーキキャリパやタイロッドなどが取り付けられるステアリングナックルに関する。 The present invention relates to a steering knuckle to which brake calipers, tie rods, and the like are attached.
車輪を支持するホイールハブを回転自在に保持するステアリングナックルの中心にホイールベアリング支持部が設けられ、ホイールベアリング支持部の周囲に、サスペンションストラット取付アーム、タイロッド取付アーム、キャリパ取付アーム、サスペンションロアアーム取付アームが設けられている。ホイールベアリング支持部に、ホイールハブがベアリングを介して取り付けられる。サスペンションストラットの下部に、サスペンションストラット取付アームが取り付けられる。タイロッド取付アームにボールスタッドが取り付けられ、ボールスタッドにタイロッドが回転可能に取り付けられる。サスペンションロアアーム取付アームにサスペンションロアアームが取り付けられる。 A wheel bearing support is provided at the center of a steering knuckle that rotatably holds a wheel hub that supports the wheels, and a suspension strut mounting arm, a tie rod mounting arm, a caliper mounting arm, and a suspension lower arm mounting arm are provided around the wheel bearing support. is provided. A wheel hub is attached to the wheel bearing support portion via a bearing. A suspension strut mounting arm is attached to the bottom of the suspension strut. A ball stud is attached to the tie rod mounting arm, and the tie rod is rotatably attached to the ball stud. A suspension lower arm is attached to the suspension lower arm attachment arm.
キャリパ取付アームは上下一対に設けられ、上下のキャリパ取付アームにブレーキキャリパがボルトにより取り付けられる。ブレーキが作動して、車輪の回転が制動されると、キャリパを介して制動力の反力としてタイヤ回転軸の周方向の力がステアリングナックルにかかる。特に、下側のキャリパ取付アームのブレーキキャリパが取り付けられるキャリパ取付部の周辺に応力が集中する。 A pair of upper and lower caliper mounting arms are provided, and a brake caliper is attached to the upper and lower caliper mounting arms with bolts. When the brake is actuated to brake the rotation of the wheel, a force in the circumferential direction of the tire rotation axis is applied to the steering knuckle as a reaction force to the braking force via the caliper. In particular, stress is concentrated around the caliper mounting portion of the lower caliper mounting arm where the brake caliper is mounted.
従来では、局所的な応力を下げるために、キャリパ取付アームの厚みを増やすことによって断面係数を増大させることが行われている。しかし、軽量なステアリングナックルを実現することができない。また、キャリパ取付アームの厚みが増えることにより、取付用のボルトが長くなる。通常、複数車種の共通部品として使用されるキャリパやボルトが共用できなくなり、異なる部品の誤組付けのリスクが高まり、品質面の問題が生じる。 Conventionally, in order to reduce localized stress, the section modulus is increased by increasing the thickness of the caliper mounting arm. However, a lightweight steering knuckle cannot be realized. Also, the increased thickness of the caliper mounting arm results in a longer mounting bolt. Calipers and bolts, which are normally used as common parts for multiple vehicle models, cannot be shared, increasing the risk of incorrect assembly of different parts and causing quality problems.
また、特許文献1には、サスペンションストラット取付アームとキャリパ取付アームの間にリブが形成されたことが記載されている。これにより、キャリパ取付アームの厚さを増すことなく、アームの強度が高められる。
Further,
しかし、上記のリブは、制動時に発生する応力が集中するキャリパ取付部の周辺には設けられていない。そのため、応力集中部分の強度を高めなければならず、この部分に補強を追加する必要が生じ、軽量化の妨げとなる。 However, the ribs described above are not provided around the caliper mounting portion where the stress generated during braking concentrates. Therefore, it is necessary to increase the strength of the stress concentrated portion, and it becomes necessary to add reinforcement to this portion, which hinders weight reduction.
そこで、本発明は、上記に鑑み、キャリパ取付アームの厚みを増やすことなく、制動時の応力集中を緩和させることにより、必要な強度の確保と軽量化を両立させることができるステアリングナックルの提供を目的とする。 Therefore, in view of the above, the present invention provides a steering knuckle that can both secure the required strength and reduce the weight by alleviating stress concentration during braking without increasing the thickness of the caliper mounting arm. aim.
本発明のステアリングナックルは、ブレーキキャリパ取付用のキャリパ取付部が先端側に設けられたキャリパ取付アームを有し、キャリパ取付アームからキャリパ取付部にかけての下側の稜線がブレーキキャリパの外周から離れるように形成される。 The steering knuckle of the present invention has a caliper mounting arm provided with a caliper mounting portion for mounting a brake caliper on the tip side, and the lower ridge from the caliper mounting arm to the caliper mounting portion is separated from the outer circumference of the brake caliper. formed in
ブレーキが作動すると、ブレーキキャリパを介してキャリパ取付アームのキャリパ取付部の下側に応力が集中してかかる。キャリパ取付アームからキャリパ取付部にかけての下側の稜線がブレーキキャリパの外周から離れるように形成されることにより、応力を受けるキャリパ取付部の下側の面積が増大して、応力の集中が緩和される。 When the brake is operated, stress is concentrated on the lower side of the caliper mounting portion of the caliper mounting arm via the brake caliper. By forming the lower ridgeline from the caliper mounting arm to the caliper mounting portion away from the outer circumference of the brake caliper, the area under the caliper mounting portion that receives stress increases, and stress concentration is alleviated. be.
本発明によると、応力がかかる方向にキャリパ取付アームを拡張することにより、キャリパ取付アームの厚みを増やすことなく、制動時の応力集中を緩和させることができ、必要な強度を確保しながら、軽量化も図れる。 According to the present invention, by expanding the caliper mounting arm in the direction in which the stress is applied, stress concentration during braking can be alleviated without increasing the thickness of the caliper mounting arm. It can also be made into
本発明の実施形態に係るステアリングナックルを図1~4に示す。ステアリングナックルは、車輪を支持するホイールハブを回転自在に保持するホイールベアリング支持部1と、サスペンションストラットの下端部が取り付けられるサスペンションストラット取付アーム2と、タイロッドが取り付けられるタイロッド取付アーム3と、ブレーキキャリパ4が取り付けられるキャリパ取付アーム5,6と、サスペンションロアアームが取り付けられるサスペンションロアアーム取付アーム7とを有する。
A steering knuckle according to an embodiment of the invention is shown in FIGS. The steering knuckle includes a wheel bearing
筒状のホイールベアリング支持部1を中心にして、上側にサスペンションストラット取付アームが2車体内側に向かって斜め上方に突設され、下側にサスペンションロアアーム取付アーム7が車体内側に向かって突設される。そして、ホイールベアリング支持部1の後側にタイロッド取付アーム3が車体内側に向かって斜め後方に突設され、前側の上下にキャリパ取付アーム5,6が前方に向かって突設される。
Two suspension strut mounting arms project obliquely upward toward the inside of the vehicle body, and a suspension lower
上下のキャリパ取付アーム5,6の先端側に、ブレーキキャリパ4を取り付けるためのキャリパ取付部10が設けられ、キャリパ取付部10にボルト孔11が形成される。キャリパ取付部10は円形に形成され、ボルト孔11はその中心に位置する。図5~7に示すように、キャリパ取付部10の外側面にブレーキキャリパ4が合わせられ、ボルト孔11に挿入されたボルト12によって、ブレーキキャリパ4がキャリパ取付アーム5,6に締め付け固定される。
A
ここで、ブレーキが作動したとき、ブレーキキャリパ4を介してキャリパ取付アーム5,6に応力がかかる。図5,6中の矢印で示すように、この応力はホイールベアリング支持部1を中心とする円周の接線方向下向きにかかる。特に、下側のキャリパ取付アーム6のキャリパ取付部10の外側面におけるブレーキキャリパ4との当接部分の下部に応力が集中する。そこで、この応力集中を緩和するために、キャリパ取付アーム6からキャリパ取付部10にかけての下側の稜線がブレーキキャリパ4の外周から離れるように形成される。
Here, when the brake is operated, stress is applied to the
図1に示すように、下側のキャリパ取付アーム6において、先端側のアーム下部15が下方に向かって膨らむように拡張される。ボルト孔11の中心から先端側のアーム下部15までの距離が先端側のアーム上部16までの距離よりも長い。そして、先端側のアーム下部15の外周は、アーム前部17に向かうにつれてキャリパ取付部10の外周に近づく。キャリパ取付部10の外周はボルト孔11を中心とする同心円上にあるが、キャリパ取付部10につながる先端側のアーム下部15の外周、すなわち稜線は、ボルト孔11の中心から離れており、アーム前部17に向かってキャリパ取付部10に近づいていく。
As shown in FIG. 1, in the lower
キャリパ取付アーム5、6に取り付けられたブレーキキャリパ4の外周はキャリパ取付部10の外周と重なる。しかし、図9に示すように、下側のキャリパ取付アーム6の先端側のアーム下部15の外周はブレーキキャリパ4の外周から離れている。このように、キャリパ取付部10に対して、ホイールベアリング支持部1を中心とする円周の接線方向下向き側にアーム下部15が拡張されることになる。これにより、ブレーキキャリパ4から応力を受けるキャリパ取付アーム6の先端側の面積が大きくなり、断面係数が大きくなることにより、応力集中を緩和することができる。
The outer circumference of the
したがって、キャリパ取付アーム6の厚みを増すことなく、キャリパ取付アーム6の強度を確保できる。また、局所的にキャリパ取付アーム6を拡張するだけなので、従来のようにキャリパ取付アーム6を厚くしたり、リブを設ける場合に比べて、軽量化しながら強度アップを図れる。しかも、ボルト12の長さは変更されないので、共通のボルト12を使用でき、ボルト12の種類を増加させる必要がなくなり、組付ラインでの管理工数増やボルト12の誤組付けをなくせる。
Therefore, the strength of the
また、図5,7に示すように、ブレーキキャリパ4のキャリパ取付アーム5,6に当接する内側面に、キャリパ取付部10が嵌るように凹部18が形成されている。凹部18は先端側のアーム前部17に対向しているので、アーム下部15の拡張の影響を受けず、従来と同じ形状とされる。したがって、ブレーキキャリパ4自体の強度低下を招くことはない。
Further, as shown in FIGS. 5 and 7,
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。上側のキャリパ取付アーム5のキャリパ取付部10の外側面におけるブレーキキャリパ4との当接部分の下部にも応力が集中する。そこで、下側のキャリパ取付アーム6だけでなく、上側のキャリパ取付アーム5の先端側のアーム下部15を下方に膨らむように形成してもよい。すなわち、上下のキャリパ取付アーム5,6において、キャリパ取付アーム5,6からキャリパ取付部10にかけての稜線がブレーキキャリパ4の外周から離れるように形成される。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and of course many modifications and changes can be made to the above-described embodiments within the scope of the present invention. Stress is also concentrated on the lower portion of the contact portion of the outer surface of the
1 ホイールベアリング支持部
2 サスペンションストラット取付アーム
3 タイロッド取付アーム
4 ブレーキキャリパ
5 上側のキャリパ取付アーム
6 下側のキャリパ取付アーム
7 サスペンションロアアーム取付アーム
10 キャリパ取付部
11 ボルト孔
12 ボルト
15 アーム下部
17 アーム前部
Claims (1)
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