JP3745024B2 - 小型車両の前輪懸架装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、1〜2人乗りで市街地走行に適するような小型車両に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般的なリーディングアーム式の前輪懸架装置は、例えば実開昭59−139476号公報に示す如くリーディングアームがほぼ直線的に前後方向へ延び、その前端の前輪車軸に近い部分にフロントクッションを取付けていた。また、ステアリングギヤボックスも前輪車軸近傍に配設されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
左右の前輪のトレッド部後方に剛性の高い車体フレームが位置する場合は、衝撃吸収時における前輪の後退を車体フレームが阻害することなく衝撃吸収のための移動量衝撃吸収ストロークを十分に確保しなければならない。
【0004】
また、車体前部を衝撃吸収に利用するとき、リーディングアームが屈曲せずに突っ張ったり、前輪車軸近傍のフロントクッション及びステアリングギヤボックスが前記リーディングアームの屈曲や前輪の移動を防ぐと、衝撃エネルギーはリーディングアーム等で吸収されずに車体に伝わることになる。
【0005】
この衝撃吸収ストローク確保の点は、全長の短い小型車両の場合、特に重要になる。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願発明の小型車両は、車体前方部分に、左右のサイドメンバとそれぞれの前端部間を連結するクロスメンバを備えた車体フレームを設け、この車体フレームから前方に延びる左右のリーディングアームにより左右の前輪をそれぞれ支持し、各リーディングアームと車体フレーム間にフロントクッションを懸架した小型車両において、
前輪のトレッド部と前記クロスメンバの左右方向端部とを前方から見て互いに重なる位置関係にするとともに、
前記リーディングアームがフレーム側取付部の内側から前方に延び、中間部に設けられた屈曲点から前方側部分を外側方へ向けて屈曲する平面視略”く”の字形状であり、
前記フロントクッションは前後方向へ長く配設してその略全長を前記サイドメンバの外側面に沿わせ、その前端部をリーディングアームの前記屈曲点より支持点側に設けた取付部に取付け、
衝突時に前記前輪が前記フロントクッションと干渉せずに外方へ逃げるようにしたことを特徴とする。
【0007】
このとき、前記リーディングアームの屈曲点を後端部の車幅方向外方側位置及び前端部の各位置よりも車体内側へ入り込んだ位置とし、前記前輪のトレッド部の外側を前記フロントクッションよりも外方に位置させるようにすることができる。
【0008】
また、左右のリーディングアーム間に前記前側のクロスメンバから前輪の前方へ延びる衝撃吸収部を配設することができる。
【0009】
さらに、ステアリングギアボックスを前輪の中心位置より後方に配置し、前輪の操向をおこなうためのタイロッドを平面視前方へ向ってハ字状に外開きさせ、かつリーディングアームの前記屈曲部分と略平行に設けることができる。
【0010】
このタイロッドのステアリングギアボックス側取付部を、ラックアンドピニオン式ギアボックスの両端を互いに結合するため左右方向へ長く配設された部材の巾方向中央付近に設けることもできる。
【0011】
【発明の効果】
リーディングアームを略”く”字状にして前部を外側へ開くように形成するとともに、フロントクッションを前後方向へ長く配設してその略全長をサイドメンバの外側面に沿わせ、その前端部をリーディングアームの屈曲部より支持点側に設けた取付部に取付け、衝突時に前輪がフロントクッションと干渉しないように外方へ逃げるように構成したので、前輪へ衝突時の衝撃が加えられたとき、リーディングアームが屈曲点を中心に大きく外側に屈曲変形し、前輪が後方のクロスメンバ及びフロントクッションと干渉しないよう外方へ逃げ、衝撃吸収ストロークを十分に長く確保できるため、小型車両でも衝撃エネルギーを有効に吸収できる。
【0012】
このとき、リーディングアームの屈曲部前方側にフロントクッションを連結せず、又はこの屈曲部よりも後方へステアリングギヤボックを配設することによりリーディングアームの変形を妨害することもない。
【0013】
同様に、左右のリーディングアーム間に衝撃吸収部を配設すれば、衝撃吸収時におけるこの衝撃吸収部の圧縮方向とリーディングアームの屈曲方向が異なるので互いの変形の妨害とならない。
【0014】
さらに、タイロッドをリーディングアームの屈曲部と略平行にすれば、リーディングアームの変形時にタイロッドは外方へ突っ張るため、前輪がクロスメンバへ接触することなくリーディングアームの変形は妨害されない。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1は本願発明が適用された小型車両である1人乗用電気自動車の側面図、図2はキャビン部分の分解図、図3は車体フレームの斜視図、図4は懸架装置の平面図、図5はその側面図である。
【0016】
図1において、この小型車両は、左右各一対づつ設けられる前輪1及び後輪2の間に配設された車体フレーム3にバッテリ4を支持するとともに、車体フレーム3の上に車室を構成する上下一体構造の車体5を支持している。
【0017】
車体5の左右側面には大きな開口部が形成され、内部は居住用の車室をなし、この車室内にはシートクッション6及びシートバック7が設けられ、これらの前方にはハンドル8が配置され、車体5の前部は着脱自在のフロントフェンダ9で覆われている。
【0018】
前輪1は左右一対のリーディングアーム10を介して車体フレーム3の前方にピボット点11を中心に揺動自在に支持されている。
【0019】
リーディングアーム10のピボット点11近傍からはフロントクッションアーム12が上方へ一体に突出し、これと車体フレーム3の側面間にフロントクッション13が取り付けられている。
【0020】
後輪2は左右一対のトレーリングアーム15を介して車体フレーム3の後部へピボット点16を中心に揺動自在に支持され、トレーリングアーム15と車体フレーム3の後端部との間にリヤクッション17が取付けられている。
【0021】
スイングアクスルには電動モータを有する動力部18が支持され、この動力部18はトレーリングアーム15とともに、上下へ揺動自在のスイング式パワーユニット14になっている。
【0022】
動力部18の上方となる車体5の後部には制御装置19が吊り下げ支持されている。
【0023】
制御装置19はマイクロコンピュータ等から構成され、動力部18の電動モータに対して出力制御を行うための公知の装置である。
【0024】
また、制御装置19と動力部18間は高電圧動力線が車体5内を通ることなく直接配線されている。
【0025】
図2に示すように、車体5は上部キャビン20と下部キャビン30とを上下合せにして一体化した樹脂製のものである。
【0026】
上部キャビン20は前部21、ルーフ部22及び後部23からなる側面視略アーチ状をなし、ルーフ部22及び後部23はパネル状に形成されている。
【0027】
前部21にはガラスがはめられた窓24が形成され、かつ下端縁25の左右両側には取付部26が下方へ延出している。
【0028】
下部キャビン30は前部31、フロア部32及び後方延長部33からなり、前部31は前方へ立ち上がって、その上端縁34で下端縁25と接着される。
【0029】
また、取付部26が前部31の基部近傍においてフロア部32側に形成された凹部35へ当接して接着される。
【0030】
後方延長部33は側面視で斜めに後方へ立ち上がる前半側の傾斜部36とその上端から略水平に後方へ延びるオーバーハング部37とからなる。
【0031】
フロア部32は車体フレーム3上へ置かれて支持される部分であり、その後部から傾斜部36にかけて、シート取付部38が一体に突出形成され、ここにシートクッション6が取付けられている。
【0032】
オーバーハング部37には取付穴37aが形成され、この取付穴37aに上方から通したボルト39aにより、オーバーハング部37の下面に、吊り下げ金具39が取付けられる。
【0033】
この吊り下げ金具39の両端に形成された取付穴39aに対して、制御装置19がその側面に形成された取付突部19aで、防振ゴム19bを介してボルト19cにより取付けられる。
【0034】
図3に示すように、車体フレーム3は、アルミ等高剛性の金属で略四辺形に構成された矩形枠部40とその前方に形成された衝撃吸収部50を有する。
【0035】
矩形枠部40は前後のクロスメンバ41a、41b及び両側のサイドメンバ42で略四辺形状に形成される。
クロスメンバ41aの左右両端部にはピボット支持アーム43が斜め下方へ突出し、かつ中間部にも一対のピボット支持アーム44が設けられている。
【0036】
左右のサイドメンバ42には、それぞれ上部に下部キャビン30取付用のステー45、下部にバッテリ支持用のステー46が設けられ、また外側面中間部にはフロントクッション13の後端部を支持するためのクッションブラケット47が取付けられている。
【0037】
バッテリ4は矩形枠部40の四角形をなす空間内へ収容されるトレー4aに乗せられ、トレー4a側面の取付突部4bをステー46へ重ね、ボルト4c及びナット4dで結合される。
【0038】
クロスメンバ41bの左右両端上部には、斜め上がり後方へ突出するクッションブラケット48が設けられ、左右両端の下部からもステー49が斜めさがりに後方へ突出形成されている。
【0039】
衝撃吸収部50はクロスメンバ41aの両端部から斜め上がり前方へ延出する左右一対のサイドビーム51と、これらの中間に平行し、かつ斜め上がり後方へ延びるセンタービーム52を有する。
【0040】
左右のサイドビーム51の中間部側側面には、ピボット支持アーム44の延出部先端が取付けられている。
【0041】
サイドビーム51とセンタービーム52の各先端部はバンパ53へ取付けられ、センタービーム52の後端部は、左右のサイドビーム51から湾曲して上下方向へ延びる連結部材54で支持されている。
【0042】
これらセンタービーム52の後端と左右の連結部材54との連結部上には、略半円上をなす一枚の衝撃分散プレート55が取付けられている。
【0043】
図4及び図5に明らかなように、前輪懸架部では、隣り合う一組のピボット支持アーム43と44間にリーディングアーム10の後端部が軸支されている。
【0044】
後輪懸架部では、クロスメンバ41b上のクッションブラケット48の突出端にリヤクッション17の先端が取付支持される。
【0045】
さらに、下部のステー49に、トレーリングアーム15の前端部が軸支され、その中心がピボット点16となる。
【0046】
スイング式パワーユニット14は、左右のトレーリングアーム15の各後端部を連結するクロスパイプ60と、動力部18の下方を支持するロアパイプ61を備え、ロアパイプ61の前部中央はリンクプレート62で、クロスメンバ41bへピボット点16と同軸支持されている。
【0047】
左右の後輪2は、動力部18によって駆動回転する車軸63を介して駆動回転される。
【0048】
図6は前輪懸架装置部分の平面図、図7はその側面図である。 これらの図に明らかなように、リーディングアーム10は後端部のピボット軸70を、外側のピボット支持アーム43と内側のピボット支持アーム44の間で回動自在に支持されている。
【0049】
ピボット軸70とリーディングアーム10との連結部分はガセット71で補強されている。
【0050】
ピボット軸70の上方にはフロントクッション13の前端部が位置し、フロントクッション13はそのほぼ全長が矩形部40の前部外側面に沿っている。
【0051】
リーディングアーム10は、基部側がサイドメンバ51と平面視で部分的に重なって平行に前方へ延出するストレート部72をなし、略中間部が屈曲点73となって、この屈曲点73より前方部分は外方へ湾曲してサイドビーム51の外方へ出る屈曲部74となり、全体として略”く”字状をしている。
また、リーディングアーム10の屈曲点73は後端部の車幅方向外方側位置及び前端部の各位置よりも車体内側へ入り込んで位置している。
【0052】
屈曲部74の先端にはナックル部75が取付けられ、ここで前輪1へ連結されている。
【0053】
ナックル部75の位置は、平面視でクロスメンバ41aの左右幅より内側にあり、かつ側面視でクロスメンバ41aの前方になっている。
【0054】
したがって、左右の前輪1のトレッド部とクロスメンバ41aとが、前方より見たとき重なり合う位置関係になっている。
【0055】
ナックル部75の後方部分にはタイロッド76の前側ジョイント77が設けられ、その後側ジョイント78は車体中心近傍でステアリングギヤボックス80の左右幅方向略中央部へ取付けられている。
【0056】
ステアリングギヤボックス80はラックアンドピニオン式ステアリングギヤ機構81を支持するための部材であり、クロスメンバ41aの前面に沿って左右方向へ長く設けられている。
【0057】
タイロッド76は、平面視で前方へ向かって”ハ”の字状に外開きするように左右一対で設けられ、その傾きはリーディングアーム10の屈曲部74と略平行している。
【0058】
次に、本実施形態の作用を説明する。図6において、実線の前輪1及びリーディングアーム10は通常状態であり、この状態でバンパ53が障害物と衝突すると、サイドビーム51及びセンタービーム52は矩形枠部40側へ衝撃を伝達する。
【0059】
この時、衝撃吸収部50は、サイドビーム51及びセンタービーム52が自からも後方へ向かって圧縮されるように塑性変形するため後退する。
【0060】
その結果、前輪1へ衝撃が加えられると、リーディングアーム10は予め外開き状態に設けられているので、屈曲点73を中心に大きく屈曲変形する。
【0061】
これにより、リーディングアーム10は仮想線のように屈曲するとともに、前輪1はサイドビーム51及びセンタービーム52並びに矩形枠部40のクロスメンバ41aと干渉しないよう外方へ逃げる。
【0062】
このため、サイドビーム51及びセンタービーム52は、前輪1に邪魔されることなく、そのまま圧縮方向の塑性変形を続行でき、クロスメンバ41aまでの充分に長い変形ストロークを確保できるため、衝撃を矩形枠部40側へあまり伝えることなく衝撃吸収できる。
【0063】
したがって、この種の小型車両においても充分な衝撃吸収ストロークを確保できることになる。
【0064】
なお、タイロッド76の前側ジョイント77をナックル部75より後方に配置してあり、かつリーディングアーム10の屈曲部74と略平行しているのでリーディングアーム10の変形時にタイロッド76は外方へ突っ張るため、前輪がクロスメンバ41aへ接触することなくリーディングアーム10の変形は妨害されない。
【0065】
さらに、サイドメンバ51及びセンターメンバ52を、左右のリーディングアーム10間に配設したので、これらの部材がリーディングアーム10の塑性変形を妨害することもない。
【0066】
同様に、フロントクッション13もリーディングアーム10の屈曲部74へ連結することなく、後端部のピボット軸70と同じ位置より後方に配設されているから、フロントクッション4によるリーディングアーム10の変形に対する妨害を生じない。
【0067】
その上、少なくともリーディングアーム10の先端部より前方の衝撃吸収部50の前部に大型部材を配置しないので、このような部材によるリーディングアーム10の変形に対する妨害もない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 小型車両全体の側面図
【図2】 車体部分の分解斜視図
【図3】 車体フレーム及び駆動部分の斜視図
【図4】 懸架装置の平面図
【図5】 その側面図
【図6】 前輪懸架装置部分の平面図
【図7】 その側面図
【符号の説明】
1:前輪、3:車体フレーム、10:リーディングアーム、13:フロントクッション、40:矩形枠部、41a:クロスメンバ、51:サイドビーム、76:タイロッド
Claims (5)
- 小型車両の車体前方部分に、左右のサイドメンバとそれぞれの前端部間を連結するクロスメンバを備えた車体フレームを設け、この車体フレームから前方に延びる左右のリーディングアームにより左右の前輪をそれぞれ支持し、各リーディングアームと車体フレーム間にフロントクッションを懸架した小型車両において、
前輪のトレッド部と前記クロスメンバの左右方向端部とを前方から見て互いに重なる位置関係にするとともに、
前記リーディングアームがフレーム側取付部の内側から前方に延び、中間部に設けられた屈曲点から前方側部分を外側方へ向けて屈曲する平面視略”く”の字形状であり、
前記フロントクッションは前後方向へ長く配設してその略全長を前記サイドメンバの外側面に沿わせ、その前端部をリーディングアームの前記屈曲部より支持点側に設けた取付部に取付け、
衝突時に前記前輪が前記フロントクッションと干渉せずに外方へ逃げるようにしたことを特徴とする小型車両の前輪懸架装置。 - 前記リーディングアームの屈曲点は後端部の車幅方向外方側位置及び前端部の各位置よりも車体内側へ入り込んで位置し、前記前輪のトレッド部の外側は、前記フロントクッションよりも外方に位置することを特徴とする請求項1記載の小型車両の前輪懸架装置。
- 左右のリーディングアーム間に前記前側のクロスメンバから前輪の前方へ延びる衝撃吸収部を配設したこと特徴とする請求項1記載の小型車両の前輪懸架装置。
- ステアリングギアボックスを前輪の中心位置より後方に配置し、前輪の操向をおこなうためのタイロッドを平面視前方へ向かってハ字状に外開きさせ、かつリーディングアームの前記屈曲部分と略平行に設けたことを特徴とする請求項1記載の小型車両の前輪懸架装置。
- 前記タイロッドのステアリングギアボックス側取付部を、ラックアンドピニオン式ギアボックスの両端を互いに結合するため左右方向へ長く配設された部材の巾方向中央付近に設けたことを特徴とする請求項4記載の小型車両の前輪懸架装置。
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