JP2014088148A

JP2014088148A - 車体構造

Info

Publication number: JP2014088148A
Application number: JP2012240580A
Authority: JP
Inventors: Masaki Bando; 正樹坂東
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2014-05-15

Abstract

【課題】車室内スペースの拡大を図ることができ、車体構造を提供する。
【解決手段】車体構造２１は、車幅方向内側の端部が車体に接続され、車幅方向外側に延びるロアアーム２２と、ロアアーム２２の車幅方向外側の端部に設けられたキングピン２５と、キングピン２５に支持され、前輪８Ｒを保持するナックル２６と、ステアリングシャフト３５に連動して回動するピニオン３０の回動を車幅方向に延びるラック軸３１の直線移動に変換し、そのラック軸３１の直線移動に伴って変位するタイロッド３２が車幅方向の中央部から延出するセンタテイクオフ型ステアリング機構２９とを備えている。そして、センタテイクオフ型ステアリング機構２９は、前輪８Ｒの転舵中心よりも前側に位置している。また、タイロッド３２の車幅方向外側の端部は、転舵中心よりも後側でナックル２６に接続されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車体構造、とくに、都市内の移動や近郊からの通勤などの市街地走行に使用される小型車両に好適な車体構造に関する。

車両のステアリング装置の型式として、エンドテイクオフ型ラックアンドピニオン式、センタテイクオフ型ラックアンドピニオン式およびセンタアーム式などが知られている。

たとえば、センタアーム式ステアリング装置が搭載された車両では、車体の前部の中央に、センタアームが設けられている。センタアームは、その前端部が上下方向に延びる操舵軸に回動可能に支持されている。また、車体には、左右１対のロアアームが設けられている。各ロアアームの左右方向の外側の端部には、キングピンにより、ナックルが揺動可能に支持されている。各ナックルには、キングピンが設けられている部分から後方に延びるナックルアームが形成されている。そして、各ナックルアームの後端部とセンタアームとの間に、タイロッドが架設されている。各タイロッドの両端部は、ナックルアームおよびセンタアームに対して回動可能に接続されている。

ステアリングホイールが左に切られると、センタアームの後端部が右に移動する。この移動に伴って、右側のタイロッドが右側のナックルアームの後端部を右方に押し、左側のタイロッドが左側のナックルアームの後端部を右方に引っ張る。これにより、左右のナックルが反時計回りに回動し、このナックルの回動に伴って、左右の前輪が左を向くように転舵される。逆に、ステアリングホイールが右に切られると、センタアームの後端部が左に移動する。この移動に伴って、左側のタイロッドが左側のナックルアームの後端部を左方に押し、右側のタイロッドが右側のナックルアームの後端部を左方に引っ張る。これにより、左右のナックルが時計回りに回動し、このナックルの回動に伴って、左右の前輪が右を向くように転舵される。

特開２００３−１１６９２９号公報

ところで、軽自動車やシティコミュータなどの小型車両では、車室内スペースを広く確保することが望まれている。しかしながら、前述の構成では、前輪の転舵中心よりも後方にセンタアームおよびタイロッドが配置されているので、車室を車体の前方に広げることが困難である。

また、前述の構成では、ステアリングホイールと操舵軸とを連結するステアリングシャフトが短いため、車両によっては、ステアリングシャフトを操舵軸に組み付けることが困難な場合がある。

本発明の目的は、車室内スペースの拡大を図ることができ、車体構造を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る車体構造は、車体と、車幅方向内側の端部が前記車体に接続され、車幅方向外側に延びるロアアームと、前記ロアアームの車幅方向外側の端部に設けられた支持部材と、前記支持部材に支持され、前輪を保持するナックルと、ステアリングシャフトに連動して回動するピニオンの回動を車幅方向に延びるラック軸の直線移動に変換し、そのラック軸の直線移動に伴って変位するタイロッドが車幅方向の中央部から延出するセンタテイクオフ型ステアリング機構とを備え、前記センタテイクオフ型ステアリング機構は、前記前輪の転舵中心よりも車両前側に位置し、前記タイロッドの車幅方向外側の端部は、前記転舵中心よりも車両後側で前記ナックルに接続されている。

この構成によれば、センタテイクオフ型ステアリング機構が前輪の転舵中心よりも車両前側に位置し、タイロッドの車幅方向外側の端部が前輪の転舵中心よりも車両後側でナックル（ナックルアーム）に接続されているので、ステアリングシャフトの回動の向きと前輪の転舵方向とを一致させることができる。そのうえで、センタテイクオフ型ステアリング機構が転舵中心よりも車両前側に位置し、タイロッドのセンタテイクオフ型ステアリング機構側の端部が転舵中心よりも車両前側に位置しているので、車室を車両前方に広げることができる。これにより、車室内スペースの拡大を図ることができる。

また、ステアリングシャフトが結合されるピニオン（操舵軸）が転舵中心よりも前側に位置するので、ステアリングシャフトの長さ（ステアリングホイールからピニオンを保持する操舵軸までの長さ）を確保することができる。その結果、ステアリングシャフトを操舵軸に組み付ける際の作業性を向上させることができ、ステアリングシャフトを操舵軸に容易に組み付けることができる。また、車両衝突時のステアリングシャフトのスライド量および変形量を確保することができ、乗員保護性を向上させることができる。

さらにまた、タイロッドの長さを稼ぐことができるので、タイロッドのストロークに対する前輪の向きの変化が大きくなり過ぎることを防止できる。その結果、車両の操舵性の向上を図ることができる。

さらには、既存のセンタテイクオフ型ステアリング機構を用いることができる。既存のセンタテイクオフ型ステアリング機構を用いることにより、低コスト化を図ることができる。

タイロッドの車幅方向外側の端部は、支持部材よりも車幅方向の内側でナックルに接続されていることが好ましい。

これにより、ロアアームの長さを稼ぐことができる。その結果、タイロッドのストローク長を十分確保することができる。

本発明によれば、ステアリングシャフトの回動の向きと前輪の転舵方向とを一致させたうえで、車室を車両前方に広げることにより、車室内スペースの拡大を図ることができる。また、ステアリングシャフトの長さを確保することができるので、ステアリングシャフトを操舵軸に容易に組み付けることができ、また、乗員保護性を向上させることができる。さらに、タイロッドの長さを稼ぐことができるので、車両の操舵性の向上を図ることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る車体構造が適用される車両の図解的な平面図である。図２は、本発明の一実施形態に係る車体構造を図解的に示す平面図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜車両＞

図１は、本発明の一実施形態に係る車体構造が適用される車両の図解的な平面図である。

車両１は、小型の電気自動車であり、たとえば、都市内の移動や近郊からの通勤などの市街地走行に使用されるシティコミュータである。車両１の寸法は、たとえば、全長×全幅×全高＝約２５００×約１０００×約１５００ｍｍである。

車両１は、車体２を備えている。車体２には、たとえば、車幅方向（左右方向）の中央部で前後方向に延びるセンタメンバ３以外に、図示されないが、左右１対のサイドメンバ、そのサイドメンバおよびセンタメンバ３に架設されるクロスメンバなどが含まれる。

センタメンバ３の上方には、車室４が形成されている。車室４内には、運転席５および後部座席６が前後に並べて設けられている。

車体２の左前端部および右前端部には、それぞれタイヤハウス７Ｌ，７Ｒが設けられている。タイヤハウス７Ｌ，７Ｒは、車体２の側面から車幅方向内側に凹んでいる。

タイヤハウス７Ｌ，７Ｒには、それぞれ前輪８Ｌ，８Ｒが収容されている。前輪８Ｌ，８Ｒは、車両１の進行方向を変更するために転舵される舵取り用の車輪である。

車体２の左後端部および右後端部には、それぞれタイヤハウス９Ｌ，９Ｒが設けられている。タイヤハウス９Ｌ，９Ｒは、車室４の側面から車幅方向内側に凹んでいる。

タイヤハウス９Ｌ，９Ｒには、それぞれ後輪１０Ｌ，１０Ｒが収容されている。後輪１０Ｌ，１０Ｒには、それぞれ車幅方向に延びるドライブシャフト（図示せず）の左端部および右端部が接続されている。ドライブシャフトには、車体２の後端部に配置されたモータ（図示せず）の駆動力が入力される。すなわち、後輪１０Ｌ，１０Ｒは、車両１の走行のための駆動力が入力される駆動輪である。

＜車体構造＞

図２は、本発明の一実施形態に係る車体構造を図解的に示す平面図である。

本実施形態に係る車体構造２１は、車体２の前部の構造である。

車体２の前端部には、左右１対のロアアーム２２が接続されている。

各ロアアーム２２は、支持部２３と、支持部２３から車幅方向の内側に延びる２つのアーム部２４とを有している。２つのアーム部２４は、前後に離れて位置している。各アーム部２４の車幅方向内側の端部は、たとえば、センタメンバ３の前端部に、前後方向に延びる軸線を中心に回動可能に支持されている。これにより、各ロアアーム２２は、その車幅方向外側の端部が上下方向に移動可能に設けられている。

支持部２３には、キングピン２５が設けられている。キングピン２５は、上下方向に延び、支持部２３により、中心軸線を中心に回動可能に支持されている。

キングピン２５の上端部は、ナックル２６に結合されている。ナックル２６は、キングピン２５が結合されたナックル本体２７と、ナックル本体２７から後方に延びるナックルアーム２８とを一体的に備えている。ナックル本体２７は、ハブ（図示せず）を介して、前輪８Ｌ，８Ｒを回転可能に保持している。ナックルアーム２８の後端部は、前輪８Ｌ，８Ｒの転舵中心、つまりキングピン２５を通って左右方向に延びる直線Ｌよりも後側であり、キングピン２５よりも車幅方向の内側に位置している。

車体構造２１には、センタテイクオフ型ステアリング機構２９が含まれる。

センタテイクオフ型ステアリング機構２９は、ピニオン３０、ラック軸３１および左右１対のタイロッド３２を備えている。

ピニオン３０は、操舵軸３３に保持されている。操舵軸３３には、車室４内に配置されたステアリングホイール３４から延びるステアリングシャフト３５が結合される。

ラック軸３１は、前輪８Ｌ，８Ｒの転舵中心、つまり直線Ｌよりも前側に配置され、左右方向に延びている。ラック軸３１には、ピニオン３０と噛合するラックギヤ部３６が設けられている。

各タイロッド３２の一端、つまり車幅方向内側の端部は、ラック軸３１の左右方向の中央部に、上下方向に延びる回動軸線を中心に回動可能に接続されている。各タイロッド３２の他端、つまり車幅方向外側の端部は、ナックルアーム２８の後端部に、ボールジョイント（図示せず）により、上下方向に延びる回動軸線を中心に回動可能に接続されている。

運転者Ｄ（図１参照）により、ステアリングホイール３４が左に切られると、ステアリングシャフト３５の回動に連動して、ピニオン３０が上方から見て反時計まわりに回動する。ピニオン３０が回動すると、ラック軸３１が右方に移動する。すなわち、ピニオン３０の回動は、ラック軸３１の右方への直線移動に変換される。ラック軸３１の移動に伴って、右側のタイロッド３２が右側のナックルアーム２８の後端部を右方に押し、左側のタイロッド３２が左側のナックルアーム２８の後端部を右方に引っ張る。これにより、左右のナックル２６が上方から見て反時計回りに回動し、このナックル２６の回動に伴って、左右の前輪８Ｌ，８Ｒが左を向くように転舵される。

逆に、運転者Ｄにより、ステアリングホイール３４が右に切られると、ステアリングシャフト３５の回動に連動して、ピニオン３０が上方から見て時計まわりに回動する。ピニオン３０が回動すると、ラック軸３１が左方に移動する。すなわち、ピニオン３０の回動は、ラック軸３１の左方への直線移動に変換される。ラック軸３１の移動に伴って、左側のタイロッド３２が左側のナックルアーム２８の後端部を左方に押し、右側のタイロッド３２が右側のナックルアーム２８の後端部を左方に引っ張る。これにより、左右のナックル２６が上方から見て時計回りに回動し、このナックル２６の回動に伴って、左右の前輪８Ｌ，８Ｒが右を向くように転舵される。

なお、図２には、右側のロアアーム２２、ナックル２６およびタイロッド３２が図示されており、左側のロアアーム２２、ナックル２６およびタイロッド３２の図示が省略されている。

＜作用効果＞

以上のように、センタテイクオフ型ステアリング機構２９が前輪８Ｌ，８Ｒの転舵中心よりも前側に位置し、タイロッド３２の車幅方向外側の端部が前輪８Ｌ，８Ｒの転舵中心よりも後側でナックル２６（ナックルアーム２８）に接続されているので、ステアリングシャフト３５の回動の向きと前輪８Ｌ，８Ｒの転舵方向とを一致させることができる。そのうえで、センタテイクオフ型ステアリング機構２９が転舵中心よりも前側に位置し、タイロッド３２のセンタテイクオフ型ステアリング機構２９側の端部が転舵中心よりも前側に位置しているので、センタアーム式ステアリング装置が搭載された車両と比較して、車室４を前方に広げることができる。これにより、車室４内のスペースの拡大を図ることができる。

また、ステアリングシャフト３５が結合されるピニオン３０（操舵軸３３）が転舵中心よりも前側に位置するので、ステアリングシャフト３５の長さを確保することができる。その結果、ステアリングシャフト３５を操舵軸３３に組み付ける際の作業性を向上させることができ、ステアリングシャフト３５を操舵軸３３に容易に組み付けることができる。また、車両衝突時のステアリングシャフト３５のスライド量および変形量を確保することができ、乗員保護性を向上させることができる。

さらにまた、タイロッド３２の長さを稼ぐことができるので、タイロッド３２のストロークに対する前輪８Ｌ，８Ｒの向きの変化が大きくなり過ぎることを防止できる。その結果、車両１の操舵性の向上を図ることができる。

さらには、既存のセンタテイクオフ型ステアリング機構２９を用いることができる。既存のセンタテイクオフ型ステアリング機構２９を用いることにより、低コスト化を図ることができる。

タイロッド３２の車幅方向外側の端部は、キングピン２５よりも車幅方向の内側でナックル２６に接続されている。これにより、ロアアーム２２の長さを稼ぐことができる。その結果、タイロッド３２のストローク長を十分確保することができる。

＜変形例＞

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、車両１として、シティコミュータを取り上げた。しかしながら、車体構造２１が適用される車両は、軽自動車などの小型車両であってもよいし、小型車両以外の車両であってもよい。また、車体構造２１は、電気自動車に限らず、エンジン車、ハイブリッドカー、レンジエクステンデッド電気自動車および燃料電池車など、種々の車両に適用することができる。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１車両
２車体
３センタメンバ
８Ｌ前輪
８Ｒ前輪
２１車体構造
２２ロアアーム
２５キングピン（支持部材）
２６ナックル
２７ナックル本体
２８ナックルアーム
２９センタテイクオフ型ステアリング機構
３０ピニオン
３１ラック軸
３２タイロッド
３５ステアリングシャフト

Claims

車体と、
車幅方向内側の端部が前記車体に接続され、車幅方向外側に延びるロアアームと、
前記ロアアームの車幅方向外側の端部に設けられた支持部材と、
前記支持部材に支持され、前輪を保持するナックルと、
ステアリングシャフトに連動して回動するピニオンの回動を車幅方向に延びるラック軸の直線移動に変換し、そのラック軸の直線移動に伴って変位するタイロッドが車幅方向の中央部から延出するセンタテイクオフ型ステアリング機構とを備え、
前記センタテイクオフ型ステアリング機構は、前記前輪の転舵中心よりも車両前側に位置し、
前記タイロッドの車幅方向外側の端部は、前記転舵中心よりも車両後側で前記ナックルに接続されている、車体構造。
前記タイロッドの車幅方向外側の端部は、前記支持部材よりも車幅方向の内側で前記ナックルに接続されている、請求項１に記載の車体構造。