ナックル調節装置

【課題】キャンバー角及びトウ角を調節したときに、サスペンションのジオメトリに影響を及ぼさないように無段階に任意のキャンバー角及びトウ角に調節できるナックル調節装置を提供することを目的とする。
【解決手段】車両の車輪のアライメントを調節するナックル調節装置であって、ハブの中心軸の外周に回転可能にベアリング基体を取付け、このベアリング基体の外周に沿って球状に成形されてなる球体を設け、ナックル中央側に上記球体を包囲する内面孔を設け、上記球体と内面孔とによりベアリング部材を形成して、ナックルに対してハブを３次元方向に回動自在とし、所望の回動位置で固定して、キャンバー角、トウ角の少なくとも一方を得るように構成した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のホイールアライメントを調節するナックル調節装置に関し、特にキャンバー角及びトウ角の調節を可能にするナックル調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のサスペンションのホイールアライメントを調節する要素の中にキャンバー角及びトウ角の調節がある。キャンバー角の調節は、操舵力の軽減及び旋回時にかかる車両の横方向への荷重移動時における路面設置性の向上を目的とする。また、トウ角の調整は、車両の走行時のタイヤ抵抗の軽減及びトウアウトやトウインによるタイヤの偏摩耗防止を目的とする。
従来、キャンバー角は、例えばナックルと接続するアッパーアームやロアアームのいずれかの長さを変更して調節される。具体的には、上記アームの車体との取付け部分をカムボルトなどで取付け、カムを回転させることによりアームが車体から延長する長さを調節して車輪の車体方向への傾きを変更する方法やアームとナックルの間に調節部材を介在させることにより調節する方法がある。
また、トウ角は、ステアリングロッド（タイロッド）の長さを変更することにより車輪の車体前後方向への開きが調節される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２５７４２３号公報
【特許文献２】特開２００８−３０７３０号公報
【特許文献３】特開平６−６４４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の技術においては、キャンバー角及びトウ角を個々に調節することができるが、例えば、キャンバー角を調節した場合、キャンバー角のみならずトウ角も変化してしまうことが知られている。これは、キャンバー角の調節にともなってナックルが傾斜するにも関わらず、この傾斜に対してタイロッドの長さが変化しないことに起因している。つまり、従来の技術においてキャンバー角を調節したときに、トウ角にまで影響を及ぼしてしまうおそれがある。
また、トウ角を調節した場合、タイロッドが上下、又は前後に回動する長さが変化するために、車両がバンプしたときにナックルを押したり、引き寄せたりすることによるバンプステアに影響を及ぼしてしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明では、キャンバー角及びトウ角を調節したときに、サスペンションのジオメトリに影響を及ぼさないように無段階に任意のキャンバー角及びトウ角に調節できるナックル調節装置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】
【０００６】
本発明の第１の発明として、車両の車輪のアライメントを調節するナックル調節装置であって、ハブの中心軸の外周に回転可能にベアリング基体を取付け、このベアリング基体の外周に沿って球状に成形されてなる球体を設け、ナックル中央側に球体を包囲する内面孔を設け、球体と内面孔とによりベアリング部材を形成して、ナックルに対してハブを３次元方向に回動自在とし、所望の回動位置で固定して、キャンバー角、トウ角の少なくとも一方を得るように構成した。
本発明によれば、ナックルに対してハブが３次元方向に回動自在となったことにより、ナックルを移動させることなくハブに固定される車輪を移動させて、所望のキャンバー角やトウ角に調節することができる。
【０００７】
本発明の第２の発明として、ナックルの上部又は下部のいずれか一方と、ハブの回転に追随しない個所との間に長さ調節可能なキャンバー角調節ロッドを設けてキャンバー角を調節可能とし、かつ、固定状態に設定する構成とした。
本発明によれば、キャンバー角調節ロッドの長さを調節してナックルに対してハブを回転させることでキャンバー角を調節することができ、ナックルに対するハブの位置を固定することができる。
【０００８】
本発明の第３の発明として、ハブの中心軸に回転部材を設け、このハブの回転に追随しない回転部材にキャンバー角調節ロッドの球部を取付ける構成とした。
本発明によれば、ハブの回転に追随しない回転部材にキャンバー角調節ロッドの球部が取付けられたことにより、回転部材に対してキャンバー角調節ロッドの長さを変化させたときに回転部材に対する取付け角度が変化してもキャンバー角の調節が可能となり、ナックルに対するハブの位置を任意の位置で固定することができる。
【０００９】
本発明の第４の発明として、ナックルの前部又は後部のいずれか一方とハブの回転に追随しない個所との間に長さ調節可能なトウ角調節ロッドを設けてトウ角を調節可能とし、かつ、固定状態に設定するように構成した。
本発明によれば、トウ角調節ロッドの長さを調節してナックルに対してハブを回転させることでトウ角を調節することができ、ナックルに対するハブの位置を固定することができる。
【００１０】
本発明の第５の発明として、ハブの中心軸に回転部材を設け、このハブの回転に追随しない回転部材にトウ角調節ロッドの球部を取付ける構成とした。
本発明によれば、ハブの回転に追随しない回転部材にトウ角調節ロッドの球部が取付けられたことにより、回転部材に対してトウ角調節ロッドの長さを変化させたときに回転部材に対する取付け角度が変化してもトウ角の調節が可能となり、ナックルに対するハブの位置を任意の位置で固定することができる。
【００１１】
本発明の第６の発明として、ナックル調節装置のハブに設けたブレーキキャリパーをアッパーアーム又はロアアームの少なくとも一方に取り付ける長さ調節自在なブレーキキャリパー調節ロッドで支持するように構成した。
本発明によれば、ハブとともに回転するブレーキローターをブレーキキャリパーで挟み制動を行ったときにブレーキキャリパーがハブとともに回転することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る車体に設けられたナックル調節装置の外観図。
【図２】本発明に係るナックル調節装置の拡大斜視図。
【図３】本発明に係るナックル調節装置の断面図。
【図４】本発明に係るキャンバー角調節ロッド拡大図。
【図５】本発明に係るトウ角調節ロッド拡大図。
【図６】本発明に係るブレーキキャリパー調節ロッド拡大図。
【図７】本発明に係るタイロッド拡大図。
【図８】本発明に係るキャンバー角調節図。
【図９】本発明に係るトウ角調節図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴と組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。
【００１４】
図１〜図３は、本発明による自動車のサスペンションにおけるナックル調節装置の一実施形態を示す構成図である。各図１〜図３において、タイヤ中心のハブ１には、ブレーキディスクローター２が図外のネジにより固定される。
図３に示すように、ハブ１の中心より車体方向に突出する回転中心軸４の根元側外周に回転部材５ａ，５ｂの内筒６ａ，６ｂが嵌合され、先端側外周に小形回転部材７ａ，７ｂの内筒８ａ，８ｂが嵌合される。
【００１５】
回転部材５ａ，５ｂの左右の外筒９ａ，９ｂは、ベアリング基体１０の孔１１に嵌合され、このベアリング基体１０の外周は球状に成形されて、球体１２を有している。この球体１２を包囲するように内面孔１３が球状に成形された板状のナックル１４の中央部が装着される。
上記回転中心軸４の中心ｆにベアリング基体１０の中心軸が重なるように一致した状態で、回転部材５ａ，５ｂ及びベアリング基体１０は組付けられ、上記ベアリング基体１０は、外周の球体１２の中心軸が中心ｆに一致するように球状に成形される。
【００１６】
上記回転部材５ａ，５ｂの内筒６ａ，６ｂと小形回転部材７ａ，７ｂの内筒８ａ，８ｂには、ベアリングが介在されてそれぞれ外筒９ａ，９ｂ，１５ａ，１５ｂが装着されている。上記ベアリング基体１０の外周の球体１２を被う球状の内面孔１３は、球体１２の外周に沿って相対的に３次元方向に摺動自在となり、これによりナックル１４とベアリング基体１０とは、３次元方向に回動自在となっており、これ等の部品でベアリング部材１６が構成される。
すなわち、このベアリング部材１６によりハブ１は、上下の上部ピックアップ部１７ａ，下部ピックアップ部１７ｂを結ぶ線分ｇに対して車体方向（左右方向）に任意の角度（キャンバー角α）を図８に示すように調節自在に回動可能となり、かつ、ベアリング基体１０の前後方向に延長する中心線ｈの車体前後方向に対する角度（トウ角β）を図９に示すように調節自在に回動可能となっている。
【００１７】
また、上記ナックル１４の上方より上方向に突出するピン１８ａの先端に球体１９ａを設け、この球体１９ａを被う球状の内面穴２０ａを有するアッパーアーム２１ａの先端を球体１９ａに取付けて、ベアリング接続構造で支承している。
同様に、上記ナックル１４の下方より下方向に突出するピン１８ｂの先端に球体１９ｂを設け、この球体１９ｂを被う球状の内面穴２０ｂを有するロアアーム２１ｂの先端を球体１９ｂに取付けて、ベアリング接続構造で支承している。
【００１８】
上記ブレーキディスクローター２は、ブレーキキャリパー２１の内蔵するパッドにより両側面が挟持されて制動される。
上記ブレーキキャリパー２１には、ブレーキディスクローター２，ハブ１の回転方向の力が作用する。上記ブレーキキャリパー２１は、ナックル１４の前部にボルト２２で固定される。図３，４に示すように、上記小形回転部材７ａ，７ｂの外筒１５ａ，１５ｂは回転筒部２３に嵌合され、回転筒部２３の外周には、突片２４が設けられ、ナックル１４の上部位置のピン１８ａの根元側に突片２５が設けられ、両突片２４，２５間にキャンバー角調節ロッド２６が橋絡するように取付けられる。
【００１９】
また、図２，５に示すように、小形回転部材７ａ，７ｂの外筒１５ａ，１５ｂが嵌合された回転筒部２３の後部位置には突片２７が設けられ、ナックル１４の後部位置にも突片２８が設けられ、両突片２７，２８間にトウ角調節ロッド２９が橋絡される。
また、図６に示すように、アッパーアーム２１ａのナックル１４側の先端側には保持片３０ａを介して突片３０が設けられ、筒状のベアリング基体１０のやや前部位置にも保持片３１ａを介して突片３１が設けられ、両突片３０，３１間にブレーキキャリパー固定用のブレーキキャリパー調節ロッド３２が橋絡するように取付けられる。
【００２０】
上記キャンバー角調節ロッド２６は、図４に示すように、突片２４，２５に一端がナット３３ａ，３３ｂで固定された支持ピン３４ａ，３４ｂと、上記支持ピン３４ａ，３４ｂの先端に螺合される筒体３５ａ，３５ｂと、上記筒体３５ａ，３５ｂの側部に形成された球状穴３７ａ，３７ｂと、キャンバー角調節ロッド２６を構成するロッド体２６ａの両端に螺合されたキャップ体３８ａ，３８ｂとよりなる。
【００２１】
上記キャップ体３８ａ，３８ｂは一端のネジ孔３８ｓ，３８ｔにロッド体２６ａの両端が螺合されてロッド体２６ａの長手方向に進退するもので、このキャップ体３８ａ，３８ｂには上記球状穴３７ａ，３７ｂに外周が被われるように球状穴３７ａ，３７ｂ内に嵌合される球体３８ｅ，３８ｆが設けられる。
【００２２】
キャップ体３８ａ，３８ｂをロッド体２６ａの中央方向に螺入することでキャンバー角調節ロッド２６自体の全長を短く調節できる。
この場合、球体３８ｅ，３８ｆが球状穴３７ａ，３７ｂに回動自在に嵌合しているので、突片２４，２５に対するキャンバー角調節ロッド２６の角度調節が自動的に行われ、キャンバー角調節ロッド２６の長さ調節が容易となる。
【００２３】
上記トウ角調節ロッド２９は、図５に示すように、突片２７，２８に一端がナット３３ｃ，３３ｄで固定された支持ピン３４ｃ，３４ｄと、上記支持ピン３４ｃ，３４ｄの先端に螺合される筒体３５ｃ，３５ｄと、上記筒体３５ｃ，３５ｄの側部に形成された球状穴３７ｃ，３７ｄと、トウ角調節ロッド２９を構成するロッド体２９ａの両端に螺合されたキャップ体３８ｃ，３８ｄとよりなる。
【００２４】
上記キャップ体３８ｃ，３８ｄは一端のネジ孔３８ｋ，３８ｊにロッド体２９ａの両端が螺合されてロッド体２９ａの長手方向に進退するもので、このキャップ体３８ｃ，３８ｄには、上記球状穴３７ｃ，３７ｄに外周が被われるように球状穴３７ｃ，３７ｄ内に嵌合される球体３８ｇ，３８ｈが設けられる。キャップ体３８ｃ，３８ｄをロッド体２９ａの中央方向に螺入することでトウ角調節ロッド２９自体の全長を短く調節できる。
【００２５】
この場合、球体３８ｇ，３８ｈが球状穴３７ｃ，３７ｄに回動自在に嵌合しているので、突片２７，２８に対するトウ角調節ロッド２９の角度調節が自動的に行われ、トウ角調節ロッド２９の長さ調節が容易となる。
【００２６】
ブレーキキャリパー調節ロッド３２は、図６に示すように、突片３０，３１に一端がナット３３ｍ，３３ｎで固定された支持ピン３４ｍ，３４ｎと、上記支持ピン３４ｍ，３４ｎの先端に螺合される筒体３５ｍ，３５ｎと、上記筒体３５ｍ，３５ｎの側部に形成された球状穴３７ｍ，３７ｎと、ブレーキキャリパー調節ロッド３２を構成するロッド体３２ａの両端に螺合されたキャップ体３８ｍ，３８ｎとよりなる。
【００２７】
上記キャップ体３８ｍ，３８ｎは、一端のネジ孔３８ｕ，３８ｖにロッド体３２ａの両端が螺合されてロッド体３２ａの長手方向に進退するもので、このキャップ体３８ｍ，３８ｎには上記球状穴３７ｍ，３７ｎに外周が被われるように球状穴３７ｍ，３７ｎに嵌合される球体３８ｐ，３８ｑが設けられる。
【００２８】
キャップ体３８ｍ，３８ｎをロッド体３２ａの中央方向に螺入することでブレーキキャリパー調節ロッド３２自体の全長を短く調節できる。
この場合、球体３８ｐ，３８ｑが球状穴３７ｍ，３７ｎに回動自在に嵌合しているので、突片３０，３１に対するブレーキキャリパー調節ロッド３２の角度調節が自動的に行われ、ブレーキキャリパー調節ロッド３２の長さ調節が容易となる。
【００２９】
図７に示すように、タイロッド４０は、ナックルの後方より突出する突片４１に一端が螺合して取付けられたピン４２に取付けられる。ピン４２の先端には球体４３が一体化され、この球体４３は、リング体４４の球状内面孔４５で包囲されて、リング体４４に３次元方向に回動自在で支承される。このタイロッド４０についても周知の技術により長さ調節自在となっている。
【００３０】
以上の構成において、図８を用いて動作を説明する。
上下のピックアップ部１７ａ，１７ｂ間を結ぶ線分ｇと上下方向の垂線ｒとのなすキャンバー角αを車体の内外方向（左右方向）にその傾きを調節するには、キャンバー角調節ロッド２６のロッド体２６ａの両端のキャップ体３８ａ，３８ｂをいずれか一方に回動し、キャンバー角調節ロッド２６を長く設定しつつ、ベアリング基体１０を内側に傾けることで、ナックル１４の線分ｇをその傾きが維持されたまま、矢印Ｍに示すようにハブ１を傾斜状態に設定することで、キャンバー角αを大きく設定でき、所定のキャンバー角αを得た状態でキャップ体３８ａ，３８ｂをナット３９ａ，３９ｂで締め付ける（図４参照）ことでキャンバー角αを固定状態に保持できる。
なお、図８中のＴは車輪であり、この車輪Ｔのキャンバー角αが調節可能となっている。
【００３１】
また、キャンバー角調節ロッド２６を短く設定することで、車輪Ｔの線分ｇ′を外側方向に設定するようにして、キャンバー角αを上記とは反対方向に小さく設定できる。あるいは、上記キャンバー角調節ロッド２６の調節とは独立に、あるいはこの調節と同時にトウ角調節ロッド２９を長く設定することで、図９の矢印Ｎに示すようにナックル１４の後部側を車体方向に傾斜させて内向き状態のトウ角βを調節して固定状態に保持できる。
【００３２】
ブレーキキャリパー調節ロッド３２は、所定の長さの所で、両端のキャップ体３８ｍ，３８ｎを締め付けることでブレーキキャリパー２１を保持して、ブレーキ制動時にブレーキキャリパー２１がブレーキディスクローター２の回転に追随してしまうことを阻止できる。
このようにベアリング部材１６を介在させたことでハブ１をナックル１４に対して３次元方向に相対的に回動できるので簡単な構成，操作によりキャンバー角α，トウ角βを得ることが可能となり、所定の直進性、安定性が得られる。また、本発明によれば、キャンバー角α及びトウ角βをそれぞれ調節しても、その調節の影響が互いに及ぶことがないため、従来問題となっていたバンプステア性能を変化させることなく所望のキャンバー角αやトウ角βに容易に調節できる。
【００３３】
なお、本実施形態では、キャンバー角調節ロッド２６を取付ける突片２４，２５は、ナックル１４，回転筒部２３の上部位置に設けるとして説明したが、それ等の下部位置に、又は上部，下部両位置に設けても良い。
また、トウ角調節ロッド２９を取付ける突片２７，２８については後部位置だけに限らず、前部位置又は前後両位置に設けても良い。
また、キャンバー角調節ロッド２６，トウ角調節ロッド２９の端部は回転筒部２３に取付けることに限定されず、ベアリング基体１０の一部を車体方向に突出させて取付けても良く、要は、ナックル１４に対してベアリング基体１０を相対的に移動させることができる部分で、かつ、ハブの回転に追随して回動しない箇所であればどこであっても良い。なお、キャンバー角調節ロッド２６，トウ角調節ロッド２９がそれぞれ調節を行う向きに取り付けられることが好ましい。
【符号の説明】
【００３４】
１ハブ、２ブレーキディスクローター、４回転中心軸、５ａ回転部材、
５ｂ回転部材、６ａ内筒、６ｂ内筒、７ａ小形回転部材、
７ｂ小形回転部材、８ａ内筒、８ｂ内筒、９ａ外筒、９ｂ外筒、
１０ベアリング基体、１１孔、１２球体、１３内面孔、１４ナックル、
１５ａ外筒、１５ｂ外筒、１６ベアリング部材、１７ａ上部ピックアップ部、
１７ｂ下部ピックアップ部、１８ａピン、１８ｂピン、１９ａ球体、
１９ｂ球体、２０ａ内面穴、２０ｂ内面穴、２１ブレーキキャリパー、
２１ａアッパーアーム、２１ｂロアアーム、２２ボルト、２３回転筒部、
２４突片、２５突片、２６キャンバー角調節ロッド、２６ａロッド体、
２７突片、２８突片、２９トウ角調節ロッド、２９ａロッド体、３０突片、
３１突片、３２ブレーキキャリパー調節ロッド、３２ａロッド体、
３３ａナット、３３ｂナット、３３ｃナット、３３ｄナット、
３３ｍナット、３３ｎナット、３４ａ支持ピン、３４ｂ支持ピン、
３４ｃ支持ピン、３４ｄ支持ピン、３４ｍ支持ピン、３４ｎ支持ピン、
３５ａ筒体、３５ｂ筒体、３５ｃ筒体、３５ｄ筒体、３５ｍ筒体、
３５ｎ筒体、３７ａ球状穴、３７ｂ球状穴、３７ｃ球状穴、３７ｄ球状穴、
３７ｍ球状穴、３７ｎ球状穴、３８ａキャップ体、３８ｂキャップ体、
３８ｃキャップ体、３８ｄキャップ体、３８ｅ球体、３８ｆ球体、
３８ｇ球体、３８ｈ球体、３８ｊネジ孔、３８ｋネジ孔、
３８ｍキャップ体、３８ｎキャップ体、３８ｐ球体、３８ｑ球体、
３８ｓネジ孔、３８ｔネジ孔、３８ｕネジ孔、３８ｖネジ孔、
３９ａナット、３９ｂナット、４０タイロッド、４１突片、４２ピン、
４３球体、４４リング体、４５球状内面孔、ｆ中心、ｇ線分、ｈ中心線、
ｒ垂線、Ｔ車輪、α キャンバー角、β トウ角。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車輪のアライメントを調節するナックル調節装置であって、
ハブの中心軸の外周に回転可能にベアリング基体を取付け、このベアリング基体の外周に沿って球状に成形されてなる球体を設け、ナックル中央側に上記球体を包囲する内面孔を設け、上記球体と内面孔とによりベアリング部材を形成して、ナックルに対してハブを３次元方向に回動自在とし、所望の回動位置で固定して、キャンバー角、トウ角の少なくとも一方を得るようにしたことを特徴とするナックル調節装置。
【請求項２】
上記ナックルの上部又は下部のいずれか一方と、上記ハブの回転に追随しない個所との間に長さ調節可能なキャンバー角調節ロッドを設けてキャンバー角を調節可能とし、かつ、固定状態に設定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のナックル調節装置。
【請求項３】
上記ハブの中心軸に回転部材を設け、このハブの回転に追随しない回転部材に上記キャンバー角調節ロッドの球部を取付けたことを特徴とする請求項２に記載のナックル調節装置。
【請求項４】
上記ナックルの前部又は後部のいずれか一方とハブの回転に追随しない個所との間に長さ調節可能なトウ角調節ロッドを設けてトウ角を調節可能とし、かつ、固定状態に設定するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載のナックル調節装置。
【請求項５】
上記ハブの中心軸に回転部材を設け、このハブの回転に追随しない回転部材に上記トウ角調節ロッドの球部を取付けたことを特徴とする請求項４に記載のナックル調節装置。
【請求項６】
上記ナックル調節装置のハブに設けたブレーキキャリパーをアッパーアーム又はロアアームの少なくとも一方に取り付ける長さ調節自在なブレーキキャリパー調節ロッドで支持するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれかに記載のナックル調節装置。

【図１】