JP2014162363A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】車輪の最大切れ角を確保しつつ、車室内のスペースの拡大を図ることができる、車両を提供する。
【解決手段】前輪７Ｌ，７Ｒの切れ角が最大切れ角に達すると、ロアアーム１１に固定的に設けられたストッパ３１にナックル１５が当接し、ナックル１５のそれ以上の回動が規制される。そのため、バンプ時にも、前輪７Ｌ，７Ｒの切れ角が最大切れ角以上に変化しない。よって、ホイールハウスを前輪７Ｌ，７Ｒが最大切れ角でホイールハウスに接触しないサイズに形成すればよく、従来の車両と比較して、ホイールハウスサイズを縮小することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車などの車両、とくに小型車両に関する。

自動車などの車両には、ステアリング機構が設けられている。具体的には、左右１対のロアアームが上下に揺動可能に設けられている。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。また、ラックアンドピニオン式のステアリング機構では、車幅方向に延びるラック軸と、ラック軸に形成されたラックギヤに噛合するピニオンとが設けられている。そして、各ナックルとラック軸の端部との間に、タイロッドが架設されている。

ステアリングホイールが左に切られると、ラック軸が左に移動する。この移動に伴って、右側のタイロッドが右側のナックルを左方に引き、左側のタイロッドが左側のナックルを左方に押す。これにより、左右のナックルが回動し、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、ラック軸が右に移動する。この移動に伴って、右側のタイロッドが右側のナックルを右方に押し、左側のタイロッドが左側のナックルを右方に引く。これにより、左右のナックルが回動し、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２０００−１４２４５３号公報

車両のバンプ時には、とくにスイングアクスル式サスペンションのように、ナックルがそのまま回転するとき、サスペンションが縮まり、タイロッドがナックルの中心（ホイールセンタ）に対して高い位置にある場合、ラック軸とナックルとの直線距離が短くなる。そのため、ナックルがタイロッドに押されて、前輪の切れ角が変化する。車両安定性を考慮して、バンプ時にトーアウト（バンプトーアウト）となる設計が一般的である。

通常走行中の前輪の切れ角は、ラック軸を収容するギヤハウジング内でラック軸の端部（ラックエンド）がストッパに当接して、ラック軸のストローク（ラックストローク）が規制されることにより、最大切れ角で規制される。ところが、前輪が最大切れ角付近まで転舵されている状態で、車両がバンプすると、バンプトーアウト設定にしている場合、前輪の切れ角が最大切れ角以上に変化してしまうことがある。そのため、ホイールハウス（タイヤハウス）のサイズは、前輪の切れ角が最大切れ角以上に変化しても、前輪がホイールハウスに接触しないように余裕が持たされている。

しかしながら、ホイールハウスのサイズが大きいと、その分、車室内のスペースが狭くなる。とくに、シティコミュータのような車幅が小さい車両では、車室内のスペースをなるべく広く確保したいという要望がある。

本発明の目的は、車輪の最大切れ角を確保しつつ、車室内のスペースの拡大を図ることができる、車両を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る車両は、ロアアームと、前記ロアアームにキングピンを中心に揺動可能に支持されたナックルと、前記ナックルに保持された車輪と、前記ロアアームおよび前記ナックルの一方に対して固定的に設けられ、前記車輪の切れ角が最大切れ角に達したときに、前記ロアアームおよび前記ナックルの他方に当接して、前記ナックルのそれ以上の回動を規制するストッパとを備える。

この構成によれば、車輪の切れ角が最大切れ角に達すると、ロアアームおよびナックルの一方に対して固定的に設けられたストッパがそれらの他方に当接し、ナックルのそれ以上の回動が規制される。そのため、バンプ時にも、車輪の切れ角が最大切れ角以上に変化しない。よって、ホイールハウスを車輪が最大切れ角でホイールハウスに接触しないサイズに形成すればよく、従来の車両と比較して、ホイールハウスのサイズを縮小することができる。その結果、車輪の最大切れ角を確保しつつ、車室内のスペースの拡大を図ることができる。

また、車両にラックアンドピニオン式のステアリングギヤが搭載される場合には、車輪の切れ角を最大切れ角で規制するために、ラックストロークを規制する必要がないので、そのステアリングギヤとして、他車種に採用されている既存のステアリングギヤを用いることができる。よって、車両の開発コストおよび製造コストの低減を図ることができる。

本発明によれば、ホイールハウスを車輪が最大切れ角でホイールハウスに接触しないサイズに形成すればよく、従来の車両と比較して、ホイールハウスのサイズを縮小することができる。その結果、車輪の最大切れ角を確保しつつ、車室内のスペースの拡大を図ることができる。また、他車種に採用されている既存のラックアンドピニオン式のステアリングギヤを用いることができるので、車両の開発コストおよび製造コストの低減を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る車両の図解的な平面図である。 車両に搭載されたステアリング機構の図解的な平面図であり、車両の直進時の状態を示す。 車両に搭載されたステアリング機構の図解的な平面図であり、前輪が最大切れ角まで転舵された状態を示す。 本発明の他の実施形態に係るステアリング機構の図解的な平面図である。

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。

図１は、本発明の一実施形態に係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、車室３が形成されている。車室３内には、前部座席４および後部座席５が前後に並べて設けられている。

車体２の左前端部、右前端部、左後端部および右後端部には、それぞれホイールハウス（タイヤハウス）６ＬＦ，６ＲＦ，６ＬＲ，６ＲＲが設けられている。各ホイールハウス６ＬＦ，６ＲＦ，６ＬＲ，６ＲＲは、車体２の側面から車幅方向内側に凹んでいる。

ホイールハウス６ＬＦ，６ＲＦには、それぞれ前輪７Ｌ，７Ｒが収容されている。前輪７Ｌ，７Ｒ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。

ホイールハウス６ＬＲ，６ＲＲには、それぞれ後輪８Ｌ，８Ｒが収容されている。後輪８Ｌ，８Ｒ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８Ｌ，８Ｒ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。

図２および図３は、車両に搭載されたステアリング機構の図解的な平面図である。

車両１の前部には、ステアリング機構９が設けられている。

ステアリング機構９は、左右１対のロアアーム１１を備えている。各ロアアーム１１は、支持部１２と、支持部１２から車幅方向の内側に延びる２つのアーム部１３とを有している。２つのアーム部１３は、前後に離れて位置している。各アーム部１３の車幅方向内側の端部は、車体２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１１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１２には、上下方向に延びるキングピン１４を中心に、ナックル１５が揺動可能に支持されている。ナックル１５は、ハブ（図示せず）を介して、前輪７Ｌ，７Ｒを回転可能に保持している。

また、支持部１２には、キングピン１４よりも車幅方向の内側の位置に、アブソーバブラケット１６を介して、ショックアブソーバ１７の一端部が前後方向に延びる回転軸１８を中心に回動可能に接続されている。

また、ステアリング機構９は、ステアリングギヤ２１を備えている。ステアリングギヤ２１は、前輪７Ｌ，７Ｒ間に配置されている。ステアリングギヤ２１には、ギヤハウジング２２およびラック軸２３が含まれる。ギヤハウジング２２は、左右方向に延びている。ラック軸２３は、ギヤハウジング２２内に収容されて、左右方向に延び、左右方向に移動可能に設けられている。ラック軸２３には、ギヤ歯が形成されており、このギヤ歯には、ピニオン（図示せず）が噛合している。ピニオンは、車室３内に配置されたステアリングホイールから延びるステアリングシャフト（いずれも図示せず）が連結されている。

ラック軸２３の両端部には、ボールジョイントを介して、タイロッド２４の一端部が接続されている。各タイロッド２４の他端部は、キングピン１４よりも前側において、ボールジョイントを介して、ナックル１５に接続されている。

前部座席４に着座した運転者により、ステアリングホイールが左に切られると、ラック軸２３が左方に移動する。ラック軸２３の移動に伴って、左側のタイロッド２４が左側のナックル１５を左方に押し、右側のタイロッド２４が右側のナックル１５を左方に引っ張る。これにより、左右のナックル１５が回動し、このナックル１５の回動に伴って、左右の前輪７Ｌ，７Ｒが左を向くように転舵される。

逆に、運転者により、ステアリングホイールが右に切られると、ラック軸２３が右方に移動する。ラック軸２３の移動に伴って、右側のタイロッド２４が右側のナックル１５を右方に押し、左側のタイロッド２４が左側のナックル１５を右方に引っ張る。これにより、左右のナックル１５が回動し、このナックル１５の回動に伴って、左右の前輪７Ｌ，７Ｒが右を向くように転舵される。

そして、各ロアアーム１１には、ストッパ３１が設けられている。ストッパ３１は、支持部１２の車幅方向外側の端部の後側面、具体的には、ロアアーム１１におけるアブソーバブラケット１６の後方に位置する側面から後方に突出する突起として、ロアアーム１１と一体的に形成されている。

左右の前輪７Ｌ，７Ｒが右に最大切れ角まで転舵されると、図３に示されるように、右側のナックル１５が右側のロアアーム１１のストッパ３１に当接する。これにより、左右の前輪７Ｌ，７Ｒの最大切れ角以上の転舵が規制される。また、それと逆に、左右の前輪７Ｌ，７Ｒが左に最大切れ角まで転舵されると、左側のナックル１５が左側のロアアーム１１のストッパ３１に当接する。これにより、左右の前輪７Ｌ，７Ｒの最大切れ角以上の転舵が規制される。

なお、図２および図３には、右側のロアアーム１１、ナックル１５およびタイロッド２４が図示されており、左側のロアアーム１１、ナックル１５およびタイロッド２４の図示が省略されている。

以上のように、前輪７Ｌ，７Ｒの切れ角が最大切れ角に達すると、ロアアーム１１に固定的に設けられたストッパ３１にナックル１５が当接し、ナックル１５のそれ以上の回動が規制される。そのため、バンプ時にも、前輪７Ｌ，７Ｒの切れ角が最大切れ角以上に変化しない。よって、ホイールハウス６ＬＦ，６ＲＦ，６ＬＲ，６ＲＲを前輪７Ｌ，７Ｒが最大切れ角でホイールハウス６ＬＦ，６ＲＦ，６ＬＲ，６ＲＲに接触しないサイズに形成すればよく、従来の車両と比較して、ホイールハウス６ＬＦ，６ＲＦ，６ＬＲ，６ＲＲのサイズを縮小することができる。その結果、前輪７Ｌ，７Ｒの最大切れ角を小さくすることなく、車室３内のスペースの拡大を図ることができる。

また、前輪７Ｌ，７Ｒの最大切れ角が小さくならないので、車両１の最小回転半径を小さく保つことができる。よって、車両１のシティコミュータとしての良好な取り回し性を確保することができる。

さらに、前輪７Ｌ，７Ｒの切れ角を最大切れ角で規制するために、ラック軸２３のストローク（ラックストローク）を規制する必要がないので、ステアリングギヤ２１として、他車種に採用されている既存のステアリングギヤを用いることができる。よって、車両１の開発コストおよび製造コストの低減を図ることができる。

図４は、本発明の他の実施形態に係るステアリング機構の図解的な平面図である。図４では、図２に示される各部に相当する部分に、それらの各部と同一の参照符号が付されている。また、以下では、その同一の参照符号が付された部分の説明を省略する。

図４に示されるステアリング機構４１では、図２に示されるストッパ３１に代えて、支持部１２の車幅方向外側の端部の後側面、具体的には、ロアアーム１１におけるアブソーバブラケット１６の後方に位置する側面に、ボルトからなるストッパ４２がねじ込まれている。

左右の前輪７Ｌ，７Ｒが右に最大切れ角まで転舵されると、右側のナックル１５が右側のロアアーム１１のストッパ４２に当接する。これにより、左右の前輪７Ｌ，７Ｒの最大切れ角以上の転舵が規制される。また、それと逆に、左右の前輪７Ｌ，７Ｒが左に最大切れ角まで転舵されると、左側のナックル１５が左側のロアアーム１１のストッパ４２に当接する。これにより、左右の前輪７Ｌ，７Ｒの最大切れ角以上の転舵が規制される。

この構成では、ストッパ４２がボルトからなるので、ストッパ４２のロアアーム１１へのねじ込み量を変更することができる。そして、ストッパ４２のねじ込み量の変更により、前輪７Ｌ，７Ｒの最大切れ角を調節することができる。すなわち、ストッパ４２のロアアーム１１へのねじ込み量を大きくして、ロアアーム１１の後側面からのストッパ４２の突出量を小さくすることにより、前輪７Ｌ，７Ｒの最大切れ角を大きくすることができる。また、ストッパ４２のロアアーム１１へのねじ込み量を小さくして、ロアアーム１１の後側面からのストッパ４２の突出量を大きくすることにより、前輪７Ｌ，７Ｒの最大切れ角を小さくすることができる。

以上、本発明の２つの実施形態を説明したが、本発明は、さらに他の形態で実施することもできる。

前述の各実施形態では、ロアアーム１１にストッパが設けられている構成を取り上げたが、ストッパは、ロアアーム１１以外の部材に設けられていてもよい。

たとえば、アブソーバブラケット１６がロアアーム１１の後側面よりも後方に突出するように延ばされて、その突出した部分がストッパとされてもよい。すなわち、前輪７Ｌ，７Ｒの切れ角が最大切れ角に達すると、ロアアーム１１の後側面から突出したアブソーバブラケット１６の後端部にナックル１５が当接し、ナックル１５のそれ以上の回動が規制されてもよい。

また、アブソーバブラケット１６とは別体に形成されたストッパがアブソーバブラケット１６に後方から連結して設けられて、前輪７Ｌ，７Ｒの切れ角が最大切れ角に達すると、そのストッパにナックル１５が当接し、ナックル１５のそれ以上の回動が規制されてもよい。

さらにまた、ナックル１５に車幅方向の内側に突出する突起が固定的に設けられて、その突起がストッパとされてもよい。すなわち、前輪７Ｌ，７Ｒの切れ角が最大切れ角に達すると、ナックル１５から内側に突出して設けられた突起がロアアーム１１に当接し、ナックル１５のそれ以上の回動が規制されてもよい。

また、実物のキングピン１４が備えられている構成を取り上げたが、ロアアーム１１とナックル１５とがボールジョイントで連結され、キングピンが仮想軸として設けられてもよい。ただし、実物のキングピン１４を備える構成では、ボールジョイントを備える構成よりもコストを低減することができる。

その他、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
７Ｌ 前輪（車輪）
７Ｒ 前輪（車輪）
１１ ロアアーム
１４ キングピン
１５ ナックル
３１ ストッパ
４２ ストッパ

Claims (1)

1. ロアアームと、
   前記ロアアームにキングピンを中心に揺動可能に支持されたナックルと、
   前記ナックルに保持された車輪と、
   前記ロアアームおよび前記ナックルの一方に対して固定的に設けられ、前記車輪の切れ角が最大切れ角に達したときに、前記ロアアームおよび前記ナックルの他方に当接して、前記ナックルのそれ以上の回動を規制するストッパとを備える、車両。

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