CN103358847A - 车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明课题在于提供一种适合于小型车辆的车辆前部结构。撑杆式悬架(53L)配置在比前轮(12L)的旋转中心(94)靠车辆前方的位置。在比撑杆式悬架(53L)靠车辆前方的位置配置有齿条齿轮机构(55)。由于在比前轮(12L)的旋转中心(94)靠车辆前方的位置配置撑杆式悬架(53L)、齿条齿轮机构(55)，因此能够使脚部空间(93)向前方移动到与前轮(12L)重叠的位置。其结果是，能够扩大车辆容纳空间。

Description

车辆
技术领域
本发明涉及车辆的小型化技术。
背景技术
在乘用车中，从小型车到大型车多种方式的车辆被实用化。在考虑小型化的情况下，车辆前部的结构非常重要，提出了各种车辆前部的结构的方案(例如，参照专利文献1(图1))。
在专利文献1的图1中，图左是车辆前方，图右是车辆后方。在该图1中，(20)(带括弧的数字表示专利文献1中记载的符号。以下相同)是悬架装置，在该悬架装置(20)的下方配置有无符号的前轮车轴，在该前轮车轴的车辆后方配置有转向装置(30)。
即，在比前轮车轴靠车辆后方的位置配置有转向装置(30)及悬架装置(20)。从前轮车轴到后轮车轴的距离称为轴距，按照各车辆来确定。当在由轴距决定的比前轮车轴靠车辆后方的位置配置转向装置(30)及悬架装置(20)时，车辆容纳空间(日语：車両居住空間)变窄。
然而，尤其是在车宽或车长存在制约的小型车辆中，要求配置车辆前部的设备的同时扩大车辆容纳空间。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2007-69864公报
发明内容
【发明的概要】
【发明要解决的课题】
本发明课题在于提供一种由于扩大上述的车辆容纳空间而尤其适合于小型车辆的车辆前部结构。
【用于解决课题的手段】
本发明的第一方面涉及一种车辆，其具备左右的前轮及左右的后轮，在所述前轮及所述后轮上分别具备制动装置，所述前轮通过撑杆式悬架来对上下移动进行缓冲，且通过撑杆式悬架能够转向地悬置于车架，所述车辆的特征在于，
所述撑杆式悬架的上端与所述车架连结，下端与转向节连结，
所述撑杆式悬架的所述上端及所述下端都配置在比所述前轮的旋转中心靠车辆前方的位置，
驾驶员能够放置脚部的脚部空间在车辆侧视观察下与所述前轮重叠，
使所述前轮转向的转向装置包括齿条齿轮机构，该齿条齿轮机构在车辆侧视观察下配置在比所述撑杆式悬架靠车辆前方的位置。
在本发明的第二方面中，其特征在于，
车辆是后轮由电动马达驱动的电动车辆，
制动装置中包括：产生负压的气泵；对产生的负压进行蓄积的稳压箱；以及通过负压产生助力的助力机构，
气泵、稳压箱及助力机构在车辆侧视观察下配置在比撑杆式悬架的前表面靠后方且比脚部空间靠前方的位置。
在本发明的第三方面中，其特征在于，
转向装置在转向轴与齿条齿轮机构的连接部具备动力辅助机构，该动力辅助机构包括：对施加给转向轴的转向力进行检测的传感器；以及基于该传感器来产生辅助转向力并向转向系统施加的电动致动器，
动力辅助机构在车辆侧视观察下，配置在比撑杆式悬架的前表面靠后方且比脚部空间靠前方的位置。
在本发明的第四方面中，其特征在于，
车架包括：沿着车辆前后方向延伸的左右的下边梁；沿着车宽方向延伸且在左右的下边梁的前部架设的横向框架；从该横向框架向车辆前方延伸的前下框架；从左右的下边梁的前部向上延伸，之后向车辆前方延伸的前副框架；在该前副框架的前端和前下框架的前端架设的前框架，
撑杆式悬架的上端与前副框架连结，
在车辆侧视观察下，助力机构配置在比前副框架靠上方且比撑杆式悬架靠车辆后方的位置，齿条齿轮机构安装于前框架，在由前副框架、前框架、前下框架包围的框架框内配置气泵和动力辅助机构，
在车辆俯视观察下，稳压箱和气泵在左右的撑杆式悬架之间沿着车宽方向排列配置。
在本发明的第五方面中，其特征在于，
齿条齿轮机构包括：在前框架上安装的壳体；以移动自如的方式收纳于该壳体且两端从壳体突出的齿条轴；以旋转自如的方式收纳于壳体且在齿条轴上移动的齿轮；在壳体外配置，且将齿条轴的一端和另一端连结的桥构件；以及在该桥构件的车宽方向中央设置的横拉杆连接部，
左右的横拉杆从横拉杆连接部延伸，所述横拉杆与左右的转向节连结。
在本发明的第六方面中，其特征在于，
齿条齿轮机构在壳体与桥构件之间具备防旋机构，该防旋机构防止桥构件绕齿条轴的轴心旋转。
在本发明的第七方面中，其特征在于，
桥构件配置在比齿条轴靠下方的位置，在桥构件的下部配置横拉杆连接部。
【发明效果】
在本发明的第一方面中，撑杆式悬架配置在比前轮的旋转中心靠车辆前方的位置。而且，在比撑杆式悬架靠车辆前方的位置配置有齿条齿轮机构。
相对于在比前轮的旋转中心靠车辆后方的位置配置撑杆式悬架、齿条齿轮机构的现有的结构，在本发明中，由于在比前轮的旋转中心靠车辆前方的位置配置撑杆式悬架、齿条齿轮机构，因此在车辆侧视观察下，能够使脚部空间向前方移动或延伸至与前轮重叠的位置。其结果是，能够扩大车辆容纳空间。
而且，通过在转向节的车辆前方部位上连结撑杆式悬架的下端，从而能够确保缓冲件的伸缩量。
在本发明的第二方面中，车辆为电动车辆，通过电动马达来驱动后轮。若为将电动马达配置在后轮附近的后轮驱动车辆，则无需在车辆前部配置驱动源，但由于没有产生负压的驱动源，因此没有制动操作的辅助机构，需要另行设置。在此，利用在车辆前部产生的空间来设置制动操作辅助机构。在这样的车辆前部，气泵、稳压箱、助力机构在车辆侧视观察下配置在比撑杆式悬架的前表面靠后方且比脚部空间靠前方的位置。
即，由于为电动车辆，因此气泵、稳压箱及助力机构的配置自由度增加，其结果是，在撑杆式悬架的前表面与脚部空间之间能够集中地配置气泵、稳压箱及助力机构。通过集中配置，能够有效地使用车辆前部的空间。
在本发明的第三方面中，动力辅助机构在车辆侧视观察下也配置在比撑杆式悬架的前表面靠后方且比脚部空间靠前方的位置。
即，在撑杆式悬架的前表面与脚部空间之间，除了气泵、稳压箱、助力机构之外，还能够集中地配置动力辅助机构。通过集中配置，能够有效地使用车辆前部的空间。
在本发明的第四方面中，在车辆侧视观察下，在由前副框架、前框架、前下框架包围的框架框内配置气泵和动力辅助机构，在车辆俯视观察下，稳压箱和气泵在左右的撑杆式悬架之间沿着车宽方向排列配置。
即，气泵、动力辅助机构及稳压箱高效地配置在框架框内。由于配置在框内，因此气泵、动力辅助机构及稳压箱不易受到来自外部的影响，这些设备由框架保护。
在本发明的第五方面中，左右的横拉杆与齿条齿轮机构的车宽方向中央连结。
若在齿条轴的两端直接连结横拉杆，则难以使左右的车轮间隔变窄。在本发明中，由于在车宽方向中央连结横拉杆，因此能够使左右的车轮间隔变窄。
在本发明的第六方面中，在壳体与桥构件之间具备防旋机构，该防旋机构防止桥构件绕齿条轴的轴心旋转。
由于设置防旋机构，因此不用担心桥构件绕着齿条轴的轴心摆动。
在本发明的第七方面中，桥构件配置在比齿条轴靠下方的位置，在这样配置的桥构件的下部配置横拉杆连接部。
通过将桥构件配置在齿条轴的下方，从而能够减小齿条齿轮机构的车辆前后方向的尺寸。而且，能够有效利用齿条轴的下方的空间。
附图说明
图1是本发明的车辆的立体图。
图2是本发明的车辆的后视图。
图3是车架的仰视图。
图4是车辆前部的立体图。
图5是说明制动装置的车辆前部的俯视图。
图6是齿条齿轮机构的主视图。
图7是齿条齿轮机构的主要部分分解图。
图8是齿条齿轮机构的侧视图。
图9是车辆的主要部分主视图。
图10是车辆前部的左侧视图。
【符号说明】
10…电动车辆
11…车架
12L、12R…前轮
13L、13R…后轮
23L、23R…下边梁
24…横向框架(前横向框架)
25…前下框架
38L、38R…电动马达
50L、50R…转向节(前轮用转向节)
51…前副框架
52…前框架
53L、53R…撑杆式悬架
55…齿条齿轮机构
56…转向轴
57…连接部
60…动力辅助机构
61…传感器
62…电动致动器
63…气泵
70…制动装置
71…稳压箱
72…助力机构
74…壳体
75…齿条轴
76…齿轮
77…桥构件
78…横拉杆连接部
80…防旋机构
92L、92R…横拉杆
93…脚部空间
94…旋转中心(前轮的旋转中心)
95…将左右的撑杆式悬架的前表面彼此连结的线
具体实施方式
以下，基于附图，对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，附图沿着符号的方向进行观察。另外，前后、左右以驾驶员为基准。
【实施例】
如图1所示，电动车辆10为窄幅车辆，在车架11上具备前轮12L(L为表示左的后缀。下同)和后轮13L、13R(R为表示右的后缀。下同)，在底板14上具备驾驶员座15，在该驾驶员座15的后方具备乘员座(日语：助手席)16，在驾驶员座15的前方具备方向盘17、制动踏板18及驻车制动杆19。右侧的前轮虽然在图1中未示出，但存在。即，电动车辆10为窄幅的四轮车。
乘员座16配置在左右的后轮13L、13R及悬架装置21L、21R之间。乘员座16可以变更为后部货架。另外，也可以在后部货架22上装拆自如地安装乘员座16。
并且，前上框架28L、28R从下边梁23L、23R的前端部向上延伸，在前上框架28L、28R的上端架设有横向副梁29，前防护件31从前方安装到横向副梁29上。
在左右的前上框架28L、28R之间架设有仪表板32，在比该仪表板32的车宽中央稍靠左侧的位置配置有方向盘17，在该方向盘17的左侧配置有驻车制动杆19。
另外，后上框架33L、33R从下边梁23L、23R的后端部向上延伸，在后上框架33L、33R的上端架设有横向副梁34。并且，コ状的后副框架35在比后轮13L、13R靠上方的位置从后上框架33L、33R以包围乘员座16的左右及后方的方式延伸，笼状的笼形框架36在比该后副框架35靠上的位置从后上框架33L、33R及横向副梁34以包围乘员座16的方式延伸。在前侧的横向副梁29与后侧的横向副梁34之间架设有纵梁37L、37R，从而形成车室。
如图2所示，作为左右的驱动轮的后轮13L、13R通过悬架装置21L、21R能够上下摆动地支承于车架11。需要说明的是，后轮13L、13R以上端比下端接近车宽中心的方式倾斜。
后轮13L、13R分别由电动马达38L、38R驱动。
沿着车宽方向延伸的后副框架35中的后轮13L、13R的上方的部位向上弯曲。通过设置弯曲部35a、35a，由此能够确保后轮13L、13R向上的摆动空间。
左侧的悬架装置21L包括从车架11向车宽方向左侧延伸的上臂41L及下臂42L、与上述的臂41L、42L的前端连结的转向节43L、架设在下臂42L的前端和车架11上且对后轮13L、13R的上下运动进行缓冲的后缓冲件44L。
对于右侧的悬架装置21R来说，将符号的后缀从L变更为R，并省略详细的说明。
图3是车架的仰视图，车架11以左右的下边梁23L、23R、沿着车宽方向延伸并将下边梁23L、23R前端彼此相连的前横向框架24、从该前横向框架24向车辆前方延伸的前下框架25、沿着车宽方向延伸并将下边梁23L、23R后端彼此相连的后横向框架26、从该后横向框架26向车辆后方延伸的后下框架27为主要要素。
如图4所示，前副框架51从下边梁23L的前部向上延伸。该前副框架51进一步向车辆前方延伸。在该前副框架51的前端和前下框架25的前端纵向地架设有前框架52。
在前副框架51的大致水平部分的长度方向中途支承有撑杆式悬架53L的上端，该撑杆式悬架53L的下端与转向节50L连结。在转向节50L的附近配置有对前轮进行制动的制动钳54。该制动钳54被从后述的助力机构供给高压工作介质，而发挥制动作用。
在撑杆式悬架53L的车辆前方配置有齿条齿轮机构55，转向轴56从该齿条齿轮机构55向车室延伸。并且，在转向轴56与齿条齿轮机构55的连接部57配置有动力辅助机构60，该动力辅助机构60包括对施加给转向轴56的转向力进行检测的传感器61、基于该传感器61来产生辅助转向力并向转向系统施加的电动致动器62。
在电动致动器62的下方配置有产生负压的气泵63。
电动致动器62三维地倾斜配置成在俯视观察下，上端位于左前方，下端位于右后方，且在车辆侧视观察下，上端位于上方，下端位于下方。
气泵63三维地倾斜配置成在俯视观察下，前端位于右前方，后端位于右后方，且在车辆侧视观察下，前端位于下方，后端位于上方。
即，电动致动器62和气泵63以描绘“X”的方式交叉配置。通过交叉配置，不会相互干涉，且能够配置在狭小的空间中。
另外，在撑杆式悬架53L的下端连接有稳定器64的一端。该稳定器64以绕过电动致动器62和气泵63的车辆后方的方式沿着车宽方向延伸，并利用支承台65L、65R以可旋转的方式固定于前下框架25。
另外，在后轮(图3中的符号13L、13R)中还具备制动装置(制动钳)，对该后轮用制动装置进行操作的操作线66、67沿着前副框架51和左下边梁23L配线。
接着，说明使制动钳54工作的制动装置70。
如图5所示，制动装置70将产生负压的气泵63、对产生的负压进行蓄积的稳压箱71、通过负压产生助力的助力机构72作为主要要素。
所述气泵63、稳压箱71、助力机构72配置在比将撑杆式悬架53L、53R的前表面连结的线95靠车辆后方的位置。
另外，气泵63和稳压箱71在撑杆式悬架53L、53R之间沿着车宽方向排列配置。
接着，说明齿条齿轮机构55的详细情况。
如图6所示，齿条齿轮机构55包括：壳体74；以移动自如的方式收纳于该壳体74且两端从壳体74突出的齿条轴75；以旋转自如的方式收纳于壳体74的齿轮76；配置在壳体74外，并将齿条轴75的一端与另一端连结的桥构件77；在该桥构件77的车宽方向中央设置的横拉杆连接部78。
在齿条轴75上设有齿条齿79，齿轮76与该齿条齿79啮合。当使齿轮76旋转时，齿条轴75直线地移动。结果是，桥构件77直线地移动。
齿条轴75以不空转的方式安装于壳体74。然而，要避免桥构件77通过杠杆原理而使齿条轴75空转的情况。因此，推荐的是另行采取防旋对策。
用于此的防旋机构80包括：从壳体74延伸的一对臂部81L、81R；以与齿条轴75平行的方式架设在臂部81L、81R上的导杆82；以沿轴向移动自如的方式嵌合于该导杆82的滑块83；将该滑块83与桥构件77连结的连结机构85。
如图7所示，连结机构85包括：设有多个(在该例子中为两个)螺栓孔86、86的板部87；多根(在该例子中为两根)螺栓88、88。
如图8所示，壳体74通过螺栓89、89固定于前框架52。
另外，板部87安装于桥构件77或与桥构件77一体形成。利用两根螺栓88、88将该板部87紧固于滑块83。当齿条轴75向附图表侧移动时，桥构件77及滑块83向附图表侧移动。此时，即使桥构件77要绕着齿条轴75的轴心旋转，也能够通过导杆82、滑块83、板部87来阻止旋转。
如图9所示，左右的前轮12L、12R由转向节50L、50R支承，所述转向节50L、50R由从前下框架25沿着车宽方向延伸的下臂91L、91R及撑杆式悬架53L、53R支承为能够上下移动。横拉杆92L、92R从桥构件77中央的横拉杆连接部78向左右延伸，所述横拉杆92L、92R与转向节50L、50R连结，因此通过齿条齿轮机构55，能够使前轮12L、12R转向。
若在齿条轴75的两端直接连结左右的横拉杆92L、92R，则难以缩小左右的车轮间隔。在本发明中，由于在车宽方向中央的横拉杆连接部78上连结横拉杆92L、92R，因此能够缩小左右的前轮间隔。
接着，说明由以上的结构构成的车辆前部结构的作用。
如图10所示，撑杆式悬架53L配置在比前轮12L的旋转中心94靠车辆前方的位置。而且，在比该撑杆式悬架53L靠车辆前方的位置配置齿条齿轮机构55。
在图中，制动踏板18附近成为脚部空间93。
由于在比前轮12L的旋转中心94靠车辆前方的位置配置撑杆式悬架53L、齿条齿轮机构55，因此能够使脚部空间93向前方延伸或移动到与由双点划线表示的前轮12L重叠的位置。结果是，能够扩大车辆容纳空间。
而且，通过在转向节50L的车辆前方部位连结撑杆式悬架53L的下端，而能够确保缓冲件的伸缩量。
如图5所示，气泵63、稳压箱71、助力机构72配置在比将撑杆式悬架53L、53R的前表面连结的线95靠后方且比脚部空间93靠前方的位置。
在图10所示的侧视观察下也同样，气泵63、稳压箱71、助力机构72配置在比撑杆式悬架53L的前表面靠后方且比脚部空间93靠前方的位置。此外，助力机构72配置在比前副框架51靠上方的位置。
即，由于为电动车辆，因此气泵63、稳压箱71、助力机构72的配置自由度增加，其结果是，能够在撑杆式悬架53L的前表面与脚部空间93之间集中地配置气泵63、稳压箱71、助力机构72。通过集中配置，能够有效地使用车辆前部的空间。
而且，动力辅助机构60在车辆侧视观察下，也配置在比撑杆式悬架53L的前表面靠后方且比脚部空间93靠前方的位置。
在撑杆式悬架53L的前表面与脚部空间93之间，除了气泵63、稳压箱71、助力机构72之外，还能够集中地配置动力辅助机构60。通过集中配置，能够有效地使用车辆前部的空间。
而且，在由前副框架51、前框架52、前下框架25包围的框架框内配置气泵63和动力辅助机构60。
而且，如图5所示，车辆俯视观察下，稳压箱71和气泵63在左右的撑杆式悬架53L、53R之间沿着车宽方向排列配置。
即，气泵63、动力辅助机构60、稳压箱71在框架框内高效地配置。由于配置在框内，因此气泵63、动力辅助机构60、稳压箱71不易受到来自外部的影响，这些设备由框架框保护。
另外，如图10所示，桥构件77配置在比齿条轴75靠下方的位置，在这样配置的桥构件77的下部配置横拉杆连接部78。
通过将桥构件77配置在齿条轴75的下方，能够减小齿条齿轮机构55的车辆前后方向的尺寸。而且，能够有效利用齿条轴75的下方的空间。
需要说明的是，本发明适合于将驾驶员座和乘员座前后配置的窄幅的超小型车辆，但当然也适用于将驾驶员座和乘员座左右配置的小型车辆、中型车辆及大型车辆。
【工业实用性】
本发明适合于将驾驶员座和乘员座前后配置的窄幅的四轮车。

Claims (7)

1.一种车辆，其具备左右的前轮(12L、12R)及左右的后轮(13L、13R)，在所述前轮(12L、12R)及所述后轮(13L、13R)上分别具备制动装置(70)，所述前轮(12L、12R)通过撑杆式悬架(53L、53R)来对上下移动进行缓冲，且通过撑杆式悬架(53L、53R)能够转向地悬置于车架(11)，所述车辆的特征在于，
所述撑杆式悬架(53L、53R)的上端与所述车架(11)连结，下端与转向节(50L、50R)连结，
所述撑杆式悬架(53L、53R)的所述上端及所述下端都配置在比所述前轮(12L、12R)的旋转中心(94)靠车辆前方的位置，
驾驶员能够放置脚部的脚部空间(93)在车辆侧视观察下与所述前轮(12L、12R)重叠，
使所述前轮(12L、12R)转向的转向装置包括齿条齿轮机构(55)，该齿条齿轮机构(55)在车辆侧视观察下配置在比所述撑杆式悬架(53L、53R)靠车辆前方的位置。
2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，
车辆(10)是所述后轮(13L、13R)由电动马达(38L、38R)驱动的电动车辆，
所述制动装置(70)中包括：产生负压的气泵(63)；对产生的负压进行蓄积的稳压箱(71)；以及通过所述负压产生助力的助力机构(72)，
所述气泵(63)、所述稳压箱(71)及所述助力机构(72)在车辆侧视观察下配置在比所述撑杆式悬架(53L、53R)的前表面靠后方且比所述脚部空间(93)靠前方的位置。
3.根据权利要求2所述的车辆，其特征在于，
所述转向装置在转向轴(56)与所述齿条齿轮机构(55)的连接部(57)具备动力辅助机构(60)，该动力辅助机构(60)包括：对施加给所述转向轴(56)的转向力进行检测的传感器(61)；以及基于该传感器(61)来产生辅助转向力并向转向系统施加的电动致动器(62)，
所述动力辅助机构(60)在车辆侧视观察下，配置在比所述撑杆式悬架(53L、53R)的前表面靠后方且比所述脚部空间(93)靠前方的位置。
4.根据权利要求3所述的车辆，其特征在于，
所述车架(11)包括：沿着车辆前后方向延伸的左右的下边梁(23L、23R)；沿着车宽方向延伸且在所述左右的下边梁(23L、23R)的前部架设的横向框架(24)；从该横向框架(24)向车辆前方延伸的前下框架(25)；从所述左右的下边梁(23L、23R)的前部向上延伸，之后向车辆前方延伸的前副框架(51)；在该前副框架(51)的前端和所述前下框架(25)的前端架设的前框架(52)，
所述撑杆式悬架(53L、53R)的上端与所述前副框架(51)连结，
在车辆侧视观察下，所述助力机构(72)配置在比所述前副框架(51)靠上方且比所述撑杆式悬架(53L、53R)靠车辆后方的位置，所述齿条齿轮机构(55)安装于所述前框架(52)，在由所述前副框架(51)、所述前框架(52)、所述前下框架(25)包围的框架框内配置所述气泵(63)和所述动力辅助机构(60)，
在车辆俯视观察下，所述稳压箱(71)和所述气泵(63)在左右的所述撑杆式悬架(53L、53R)之间沿着车宽方向排列配置。
5.根据权利要求3所述的车辆，其特征在于，
所述齿条齿轮机构(55)包括：在所述前框架(52)上安装的壳体(74)；以移动自如的方式收纳于该壳体(74)且两端从所述壳体(74)突出的齿条轴(75)；以旋转自如的方式收纳于所述壳体(74)且在所述齿条轴(75)上移动的齿轮(76)；在所述壳体(74)外配置，且将所述齿条轴(75)的一端和另一端连结的桥构件(77)；以及在该桥构件(77)的车宽方向中央设置的横拉杆连接部(78)，
左右的横拉杆(92L、92R)从所述横拉杆连接部(78)延伸，所述横拉杆(92L、92R)与左右的转向节(50L、50R)连结。
6.根据权利要求5所述的车辆，其特征在于，
所述齿条齿轮机构(55)在所述壳体(74)与所述桥构件(77)之间具备防旋机构(80)，该防旋机构(80)防止所述桥构件(77)绕所述齿条轴(75)的轴心旋转。
7.根据权利要求5所述的车辆，其特征在于，
所述桥构件(77)配置在比所述齿条轴(75)靠下方的位置，在所述桥构件(77)的下部配置所述横拉杆连接部(78)。
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