JP6540304B2

JP6540304B2 - 車輪連結構造及び自動車

Info

Publication number: JP6540304B2
Application number: JP2015138859A
Authority: JP
Inventors: 敦史大野; 幸一 ▲浜▼田; 河内　毅; 毅河内; 孝博相藤
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2015-07-10
Filing date: 2015-07-10
Publication date: 2019-07-10
Anticipated expiration: 2035-07-10
Also published as: JP2017019406A

Description

本発明は、スモールオーバーラップ衝突時における乗員の安全性を向上することが可能な車輪連結構造及びこの車輪連結構造を用いた自動車に関する。

周知のように、自動車等の車両が対向車や障害物と衝突した場合に、キャビン内にいる乗員の安全性を向上するために、車体構造のフロントサイドフレームに、衝突時の衝突エネルギーを吸収するためのクラッシュボックス等のエネルギー吸収構造部材を設置することが広く行われている。

また、近年、車両衝突のなかでも、対向車との部分的な衝突や車両の前面端部が電柱等の構造物と衝突することによって生じるオフセット衝突時における安全性の向上が重要視されている。

特に、オフセット衝突のなかでも、車両前面端部の２５％が重なって衝突することを対象とするいわゆるスモールオーバーラップ衝突時における乗員の安全性向上が求められている。

そこで、スモールオーバーラップ衝突時における乗員の安全性を向上するために、種々の技術が開示されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。

例えば、特許文献１に記載された発明は、サイドシルとフロントサイドフレームとの間に、閉断面部が形成された補強部材を配置することによって乗員の安全性を向上させようとするものである。

また、特許文献２に記載された発明は、サイドシルとフロントサイドフレームとの間に閉断面部が形成された補強部材を配置することによって安全性を向上させようとするものである。

また、特許文献３に記載された発明は、アッパーフレームとメインフレームとを架橋する補強部材を設けた構成とすることによって乗員の安全性を向上させるものであるさせようとするものである。

これら特許文献１〜３に記載の発明は、フロントサイドフレーム等を含む車体構造を補強部材等で強化することに着目して、スモールオーバーラップ衝突時における乗員の安全性を向上させようとする発明である。

一方、特許文献４に記載された発明は、車体構造を補強することに優先させて、キャビンに車輪が押し込まれることを抑制することにより、スモールオーバーラップ衝突時にキャビン内の乗員の安全性を確保しようとするものである。

特開２０１３−２０３１１１号公報特開２０１３−２１２７５７号公報特開２０１４−１９６００７号公報特開２０１３−２０３１１２号公報

しかしながら、特許文献１〜３に記載された発明は、車体構造を補強することから、車体構造が複雑となり、車体重量が増加する可能性がある。
また、スモールオーバーラップ衝突時が車体構造に及ぼす影響は容易に予測することが困難であるうえ、スモールオーバーラップ衝突がフロントサイドフレームよりも外側で生じた場合には、クラッシュボックス等による衝突エネルギーの吸収が充分にできない可能性があり、フロントサイドフレーム等に設けられた補強部材も充分に機能しない可能性がある。

一方、特許文献４に記載された発明は、スモールオーバーラップ衝突が生じた場合には、車輪がキャビンに押し込まれることを抑制する発明であるが、キャビンに対する車輪の押し込みは、スモールオーバーラップ衝突の形態によって異なるうえ、車輪がどのような方向からキャビンに押し込まれるかを完全に予測することは困難であり、スモールオーバーラップ衝突がフロントサイドフレームよりも外側で生じた場合には、充分に機能を発揮できない可能性がある。

そこで、スモールオーバーラップ衝突時が生じた場合に、より多くの衝突形態を対象として、車輪がキャビン内に押し込まれるのを抑制してキャビン内の乗員の安全性を向上する技術が求められている。

本発明は、スモールオーバーラップ衝突がフロントサイドフレームよりも外側で生じるような場合を含めて、より広い衝突形態でキャビン内の乗員の安全性を向上することが可能な車輪連結構造、自動車を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載の発明は、車輪を車体に支持する車輪連結構造であって、前記車輪を車体の前進方向に対してキングピン軸線周りに回動可能に支持するとともに回転支持部によって前記車輪を回転可能に支持する車輪支持部材と、前記キングピン軸線よりも後方で前記車輪支持部材と連結され前記車輪支持部材に連結される車輪後方部押出し機構と、を備え、前記車輪後方部押出し機構は、車体幅方向の内方側の少なくとも一部が前記車輪支持部材との連結部より後方に変位する押出し作用部が形成された車輪後方部押出し部材と、前記車輪後方部押出し部材の後方側を支持可能に形成された押圧支持部材と、を備え、前記押出し作用部は、前記車体幅方向外方から内方に向かうにしたがって後方に傾斜する突張部と、屈曲部又は湾曲部により形成され前記突張部に接続される押出し変形部と、を備え、前記車体が衝突して前記車輪が進行方向後方に移動した場合に、前記押圧支持部材が前記車輪後方部押出し部材の変形力入力部と当接して、前記押出し変形部を押圧することによって前記車輪後方部押出し部材の前記車体幅方向長さを延伸して、車輪後方部を前記車体幅方向外方に押し出すように構成され、前記変形力入力部は、前記押出し変形部よりも硬さが高く設定され、前記変形力入力部の後方側が前記押圧支持部材と当接して押圧された場合に、前記押出し変形部が優先して変形するように構成されている。
ことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、自動車であって、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車輪連結構造を備えることを特徴とする。

この発明に係る車輪連結構造、自動車によれば、車輪を車体の前進方向に対してキングピン軸線周りに回動可能に支持するとともに回転支持部によって前記車輪を回転可能に支持する車輪支持部材と、キングピン軸線よりも後方で車輪支持部材と連結され、車輪支持部材に連結される車輪後方部押出し機構とを備えていて、車体が衝突した際に、車輪後方部押出し機構が車輪の後方部を車体幅方向外方に押し出すので、車両が正面衝突やスモールオーバーラップ衝突した場合に、車輪がキャビンに押し込まれることが抑制される。
その結果、スモールオーバーラップ衝突がフロントサイドフレームよりも外側で生じるような場合を含めて、より広い衝突形態においてキャビン内の乗員の安全性を向上することができる。
また、車輪後方部押出し機構が、車体幅方向の内方側の少なくとも一部が車輪支持部材との連結部より後方に変位する押出し作用部が形成された車輪後方部押出し部材と、車輪後方部押出し部材の後方側を支持可能に形成された押圧支持部材と、を備え、車体が衝突して車輪が進行方向後方に移動した場合に、押圧支持部材が車輪後方部押出し部材の変形力入力部と当接して、押し出変形部を押圧することによって車輪後方部押出し部材の車体幅方向長さを延伸して、車輪後方部を車体幅方向外方に押し出すので、車輪の後方部が車体幅方向内方に向くのを抑制する。
その結果、車輪の後方部を効率的に車体幅方向外方に向かせることができる。

また、この発明に係る車輪連結構造によれば、押出し作用部が、車体幅方向外方から内方に向かうにしたがって後方に傾斜する突張部と、突張部に接続される押出し変形部とを備えているので、押出し変形部が変形して突張部を車体幅方向外方に向かって変位させることにより車輪の後方部を効率的に押し出すことができる。

また、この発明に係る車輪連結構造によれば、押出し変形部が、屈曲部又は湾曲部により形成されているので、簡単な構成により車輪後方部押出し部材に押出し作用部を形成することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車輪連結構造であって、前記車輪後方部押出し部材は、タイロッドであることを特徴とする。

この発明に係る車輪連結構造によれば、車輪後方部押出し部材がタイロッドであるので、車輪連結構造の複雑化、重量増加を抑制することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の車輪連結構造であって、前記車輪後方部押出し部材は、前記車両進行方向に対する前記車輪の向きに応じて、所定範囲内で前記車体幅方向に進退可能とされた車輪方向制御ロッドであることを特徴とする。

この発明に係る車輪連結構造によれば、前記車輪後方部押出し部材が、車両進行方向に対する車輪の向きに応じて、所定範囲内で前記車体幅方向に進退可能とされた車輪方向制御ロッドであるので、車輪の後方における支持長さを確実に延伸して、車輪の後方を車体幅方向外方に向かせることができる。

また、車輪方向制御ロッドを用いることにより、タイロッドが前輪（回転軸）よりも後方に配置される車両や、車輪に直接駆動源が設けられて機械式のタイロッドを備えていない電気自動車等の車両に対しても有効に適用することができる。
また、タイロッドが前輪（回転軸）よりも後方に配置されている場合に、タイロッドよりもさらに後方に配置させて適用することができる。
また、タイロッドを車輪後方部押出し部材として用いる必要がないので、ステアリング操作に影響を及ぼすことがなく、車輪支持部材に対する取付位置をレバー長等により調整することで、スモールオーバーラップ衝突の際に、車輪前側を早いタイミングで引き寄せることができる。
なお、タイロッドが車輪（回転軸）よりも前方に配置される場合には、タイロッドが破断しやすい構成とすることが好適である。
また、タイロッドが前輪（回転軸）よりも後方に位置される車輪連結構造に適用する場合には、タイロッドを破断しやすい構成とすることが好適である。

本発明に係る車輪連結構造、自動車によれば、車体が衝突した際に、車輪後方部押出し機構が車輪の後方部を車体幅方向外方に押し出すので、車両が正面衝突やオーバーラップ衝突した場合に、車輪がキャビンに押し込まれることが抑制される。
その結果、スモールオーバーラップ衝突がフロントサイドフレームよりも外側で生じるような場合を含めて、より広い衝突形態においてキャビン内の乗員の安全性を向上することができる。

本発明の第１の実施形態に係る車輪連結構造の概略構成の一例を説明する図であり、前輪駆動車における例を示す図である。本発明の第１の実施形態を説明する図であり、タイロッドの一例を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る車輪後方部押出し機構の概略構成の一例を説明する図である。本発明の第１の実施形態に係る車輪連結構造を説明する図であり、スモールオーバーラップ衝突後における状態を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る車輪連結構造の概略構成の一例を説明する図であり、後輪駆動車における例を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る車輪連結構造を説明する図であり、スモールオーバーラップ衝突後における状態を示す図である。本発明の第３の実施形態に係る車輪連結構造の概略構成の一例を説明する図であり、後輪駆動車における例を示す図である。本発明の第３の実施形態を説明する図であり、車輪後方部押出し部材の一例を示す図である。本発明の第３の実施形態に係る車輪後方部押出し機構の概略構成の一例を説明する図であり、図７において矢視ＩＸで示す図である。本発明の第３の実施形態に係る車輪連結構造を説明する図であり、スモールオーバーラップ衝突後における状態を示す図である。本発明の第４の実施形態に係る車輪連結構造の概略構成の一例を説明する図であり、後輪駆動車における例を示す図である。本発明の第４の実施形態に係る車輪連結構造を説明する図であり、スモールオーバーラップ衝突後における状態を示す図である。

＜第１の実施形態＞
以下、図１〜図４を参照して、本発明の第１の実施形態に係る車輪連結構造について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る車輪連結構造の概略構成の一例を説明する図であり、前輪駆動車における例を示している。また、図２は、第１の実施形態に係るタイロッドの一例を示す概略構成図であり、図３は第１の実施形態に係る車輪後方部押出し機構の概略構成の一例を説明する図である。図１において、符号１は車輪連結構造を、符号１５はタイロッドを示している。

車輪連結構造１は、図１に示すように、例えば、車輪ＷＨと、ナックル（車輪支持部材）１１と、タイロッド１５と、車輪後方部押出し機構とを備え、フロントサイドフレームＦＦの車体幅方向側方に配置されている。
また、第１の実施形態において、車輪後方部押出し機構は、例えば、タイロッド（車輪後方部押出し部材）１５と、押圧支持部材１６とを備えた構成とされている。

ナックル１１は、例えば、スピンドル（回転支持部）１１１と、タイロッド取付部１１２と、キングピン取付部１１３とを備えている。
また、スピンドル１１１の中央部には、スピンドル１１１と同軸とされた貫通孔１１１Ｈが形成されている。

スピンドル１１１は、軸受部材（不図示）を介して、車輪ＷＨを回転可能に支持するようになっている。
また、スピンドル１１１に支持された車輪ＷＨは、貫通孔１１１Ｈを通じて挿入されたアクスルシャフト（車軸）１２が連結されており、トランスアクスル等の駆動源から入力される回転力が、アクスルシャフト１２を通じて車輪ＷＨに伝達されるように構成されている。

また、ナックル１１は、キングピン取付部１１３を介して、サスペンションリンク機構（不図示）によりキングピン軸線Ｏ１周りに回動可能に支持されるとともに、タイロッド取付部１１２を介してタイロッド１５に連結されている。

また、タイロッド１５は、左右のナックル１１を、例えば、キングピン軸線Ｏ１よりも後方で連結していて、ステアリング操作によって、タイロッド１５が矢印Ｔ方向に進退されると、左右のナックル１１がキングピン軸線Ｏ１周りに連動して回動されて、車両進行方向Ｆに対する車輪ＷＨの向きが変位するように構成されている。

また、タイロッド１５は、図２に示すように、例えば、断面円形状の中実な鋼材からなり、ストレート部１５０と、突張部１５１と、変形力入力部１５２と、屈曲部（押出し変形部）１５５とを備えている。そして、平面視したときに、突張部１５１が、車両幅方向内方に向かうにしたがって車両進行方向Ｆの後方に向かって直線的に変位する略バスタブ状に形成されていている。
なお、突張部１５１と、屈曲部（押出し変形部）１５５は、押出し作用部を構成している。

突張部１５１は、ナックル１１のタイロッド取付部１１２と連結されて、車体幅方向内方で屈曲部（押出し変形部）１５５を介してストレート部１５０に接続されている。
屈曲部１５５は、衝突時に塑性変形して、突張部１５１とストレート部１５０の交差角度を変化させるようになっている。

ストレート部１５０は、ステアリング操作によりタイロッドが矢印Ｔ方向に進退する際に、スムースな進退をするために形成されている。

変形力入力部１５２は、例えば、ストレート部１５０に形成されていて、屈曲部（押出し変形部）１５５よりも硬さが高く設定されていて、変形力入力部１５２の後方側が押圧支持部材１６と当接して押圧された場合に、屈曲部１５５が優先して変形するようになっている。
なお、タイロッド１５のストレート部１５０、突張部１５１、変形力入力部１５２、屈曲部１５５の断面形状や形成範囲、その他の特性については、機能を発揮する範囲で、任意に設定することが可能である。

押圧支持部材１６は、例えば、図１、図３に示すように、例えば、チャネル状の鋼材からなり、チャネル形状部の底壁部に当接押出し部１６Ｓが形成されている。
そして、押圧支持部材１６は、ステアリング操作された際に、矢印Ｔ方向に進退するタイロッド１５を案内するように構成されている。
また、押圧支持部材１６は、フロントサイドフレームＦＦの衝突時に車両進行方向に変位しない位置に設けることが好適である。

なお、タイロッド１５とナックル１１の連結部位については、キングピン軸線Ｏ１よりも後方位置を基準とするのに代えて、例えば、衝突時にストラットの曲りが生じた場合に、ストラットの曲り部分よりも下方に位置されるナックル１１の近傍におけるストラットの軸線を基準としてもよい。
また、車体を平面視視したときにおける車輪ＷＨの回転軸よりも車両進行方向後方を基準としてもよい。

次に、図４を参照して、車輪連結構造１の作用について説明する。
図４は、第１の実施形態に係る車輪連結構造１の作用を説明する図であり、スモールオーバーラップ衝突後における車輪連結構造１の状態の一例を示す概念図である。

車輪連結構造１は、車両が正面衝突した場合や、スモールオーバーラップ衝突した場合に、図４に示すように、例えば、フロントサイドフレームＦＦの車両進行方向Ｆの外側前端部が破壊されて、車輪連結構造１を構成する車輪ＷＨ等の構成部材が矢印Ｃで示す衝突時移動方向に移動する。
車輪ＷＨ等が衝突時移動方向に移動すると、タイロッド１５の変形力入力部１５２が押圧支持部材１６の当接押出し部１６Ｓと当接する。

そして、タイロッド１５の変形力入力部１５２は、押圧支持部材１６の当接押出し部１６Ｓと当接することで車両進行方向Ｆの後方側に移動することが阻止される。
そして、タイロッド１５の屈曲部１５５の屈曲の度合いが小さく（車両進行方向Ｆに対する傾斜が大きく）なって突張部１５１が拡がり、タイロッド１５の車体幅方向における長さが延伸される。
その結果、車輪ＷＨの後方部が車体幅方向外方の押出し力が発生して、車輪ＷＨに矢印Ｒ方向のモーメントが発生して車輪ＷＨの後方部が車体幅方向外方を向くこととなる。

第１の実施形態に係る車輪連結構造１によれば、スモールオーバーラップ衝突時に、タイロッド１５の屈曲部１５５の屈曲が小さくなって、車輪ＷＨの後方部が車体幅方向外方を向くので、車輪ＷＨがキャビンに押し込まれることが抑制される。
その結果、スモールオーバーラップ衝突がフロントサイドフレームＦＦよりも外側で生じるような場合を含めて、より広い衝突形態においてキャビン内の乗員の安全性を向上することができる。

また、第１の実施形態に係る車輪連結構造１によれば、スモールオーバーラップ衝突して、タイロッド１５が車両進行方向後方に移動させと、小さな変位量でも車輪ＷＨの後方部を車体幅方向外方に向けることができ、しかも車輪ＷＨの後方部が車体内方に向くのがタイロッド１５により阻止されるので、車輪ＷＨの後方部を車体幅方向外方に効率的かつ安定して行うことができる。

＜第２の実施形態＞
以下、図５、図６を参照して、本発明の第２の実施形態に係る車輪連結構造について説明する。
図５は、本発明の第２の実施形態に係る車輪連結構造の概略構成の一例を説明する図であり、後輪駆動車における例を示している。
図５において、符号２は車輪連結構造を、符号１５はタイロッドを示している。

車輪連結構造２は、図５に示すように、例えば、車輪ＷＨと、ナックル（車輪支持部材）２１と、タイロッド１５と、車輪後方部押出し機構とを備え、フロントサイドフレームＦＦの車体幅方向側方に配置されている。
また、第１の実施形態において、車輪後方部押出し機構は、例えば、タイロッド（車輪後方部押出し部材）１５と、押圧支持部材１６とを備えた構成とされている。

ナックル２１は、例えば、スピンドル（回転支持部）２１１と、タイロッド取付部２１２と、キングピン取付部２１３とを備えている。

スピンドル２１１は、軸受部材（不図示）を介して、車輪ＷＨを回転可能に支持しており、車輪ＷＨは車両が進行する際に、路面から入力される摩擦力によって回転（従動）されるようになっている。

また、ナックル２１は、キングピン取付部２１３を介してサスペンションリンク機構（不図示）にキングピン軸線Ｏ１周りに回動可能に支持されるとともに、タイロッド取付部２１２を介してタイロッド１５に連結されている。

また、タイロッド１５は、左右のナックル２１をキングピン軸線Ｏ１よりも後方で連結していて、ステアリング操作によって、タイロッド１５が矢印Ｔ方向に進退されると、左右のナックル２１がキングピン軸線Ｏ１周りに連動して回動されて、車両進行方向Ｆに対する車輪ＷＨの向きが変位するように構成されている。

なお、タイロッド１５及び押出し部材については、図２、図３に示すとおりであり、上記第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。

次に、図６を参照して、車輪連結構造２の作用について説明する。
図６は、第２の実施形態に係る車輪連結構造２の作用を説明する図であり、スモールオーバーラップ衝突後における車輪連結構造１の状態の一例を示す概念図である。

車輪連結構造２は、車両が正面衝突した場合や、スモールオーバーラップ衝突した場合に、図６に示すように、例えば、フロントサイドフレームＦＦの車両進行方向Ｆの外側前端部が破壊されて、車輪連結構造２を構成する車輪ＷＨ等の構成部材が矢印Ｃで示す衝突時移動方向に移動する。
車輪ＷＨ等が衝突時移動方向に移動すると、タイロッド１５の変形力入力部１５２が押圧支持部材１６の当接押出し部１６Ｓと当接する。

そして、タイロッド１５の変形力入力部１５２は、押圧支持部材１６の当接押出し部１６Ｓと当接することで車両進行方向Ｆの後方側に移動することが阻止される。
そして、タイロッド１５の屈曲部１５５の屈曲の度合いが小さく（車両進行方向Ｆに対する傾斜が大きく）なって、タイロッド１５の車体幅方向における長さが延伸される。
その結果、車輪ＷＨの後方部が車体幅方向外方の押出し力が発生して、車輪ＷＨに矢印Ｒ方向のモーメントが発生して車輪ＷＨの後方部が車体幅方向外方を向くこととなる。

第２の実施形態に係る車輪連結構造２によれば、スモールオーバーラップ衝突時に、タイロッド１５の屈曲部１５５の屈曲が小さくなって、車輪ＷＨの後方部が車体幅方向外方を向くので、車輪ＷＨがキャビンに押し込まれることが抑制される。
その結果、スモールオーバーラップ衝突がフロントサイドフレームＦＦよりも外側で生じるような場合を含めて、より広い衝突形態においてキャビン内の乗員の安全性を向上することができる。

また、第２の実施形態に係る車輪連結構造２によれば、スモールオーバーラップ衝突して、タイロッド１５が車両進行方向後方に移動させと、小さな変位量でも車輪ＷＨの後方部を車体幅方向外方に向けることができ、しかも車輪ＷＨの後方部が車体内方に向くのがタイロッド１５により阻止されるので、車輪ＷＨの後方部を車体幅方向外方に効率的かつ安定して行うことができる。

＜第３の実施形態＞
以下、図７〜図１０を参照して、本発明の第３の実施形態に係る車輪連結構造について説明する。
図７は、本発明の第３の実施形態に係る車輪連結構造の概略構成の一例を説明する図であり、前輪駆動車における例を示している。また、図８は、第３の実施形態に係る車輪後方部押出しロッドの一例を示す概略構成図であり、図８は第１の実施形態に係る車輪後方部押出し機構の概略構成の一例を説明する図である。図７において、符号３は車輪連結構造を、符号３５は車輪後方部押出しロッド（車輪後方部押出し部材）を示している。

車輪連結構造３は、図７に示すように、例えば、車輪ＷＨと、ナックル（車輪支持部材）３１と、タイロッド３４と、車輪後方部押出し機構とを備え、フロントサイドフレームＦＦの車体幅方向側方に配置されている。
また、第３の実施形態において、車輪後方部押出し機構は、例えば、車輪後方部押出しロッド（車輪後方部押出し部材）３５と、押圧支持スリーブ（押圧支持部材）３６とを備えている。

ナックル３１は、例えば、スピンドル（回転支持部）３１１と、押出しロッド取付部３１２と、キングピン取付部３１３と、タイロッド取付部３１４と、を備えている。
また、スピンドル３１１の中央部には、スピンドル３１１と同軸とされた貫通孔３１１Ｈが形成されている。

スピンドル３１１は、軸受部材（不図示）を介して、車輪ＷＨを回転可能に支持するようになっている。
また、スピンドル３１１に支持された車輪ＷＨは、貫通孔３１１Ｈを通じて挿入されたアクスルシャフト（車軸）３２が連結されており、トランスアクスル等の駆動源から入力される回転力が、アクスルシャフト３２を通じて車輪ＷＨに伝達されるように構成されている。

また、ナックル３１は、キングピン取付部３１３を介して、サスペンションリンク機構（不図示）にキングピン軸線Ｏ１周りに回動可能に支持されている。
また、ナックル３１は、車輪後方部押出しロッド３５を介して押出しロッド取付部３１２と連結されるとともに、タイロッド取付部３１４を介してタイロッド３４に連結されている。

押出しロッド取付部３１２は、車輪後方部押出しロッド３５により、キングピン軸線Ｏ１の後方でナックル３１と連結されている。

タイロッド３４は、例えば、鋼材からなり直線状に形成された形態とされていて、例えば、左右のナックル３１をキング軸線Ｏ１よりも前方でタイロッド取付部３１４を介して連結していて、ステアリング操作によって、タイロッド３４が矢印Ｔ１方向に進退されると、左右のナックル３１がキングピン軸線Ｏ１周りに連動して回動されて、車両進行方向Ｆに対する車輪ＷＨの向きが変位するように構成されている。

車輪後方部押出しロッド（車輪後方部押出し部材）３５は、図８に示すように、例えば、断面円形状の中実な鋼材からなり、ストレート部３５０と、突張部３５１と、変形力入力部３５２と、屈曲部（押出し変形部）３５５と、ストッパ（係止部）３５Ｐとを備えている。
なお、突張部３５１と、屈曲部（押出し変形部）３５５は、押出し作用部を構成している。

また、車輪後方部押出しロッド３５は、ステアリング操作によって、タイロッド３４が矢印Ｔ１方向に進退されて、左右のナックル３１がキングピン軸線Ｏ１周りに連動して回動されると矢印Ｔ２方向に進退するように構成されている。

ストレート部３５０は、ステアリング操作によって、車輪後方部押出しロッド３５が矢印Ｔ２方向に進退する際に、スムースな進退をするために形成されている。

突張部３５１は、ナックル３１の押出しロッド取付部３１２と連結されて、車体幅方向内方で屈曲部（押出し変形部）３５５を介してストレート部３５０に接続されている。
屈曲部３５５は、衝突時に塑性変形して、突張部３５１とストレート部３５０の交差角度を変化させるようになっている。

変形力入力部３５２は、例えば、押出し作用部３５１よりも車体幅方向中央側に位置されていて、押出し作用部３５１よりも硬さが高く設定されていて、車両進行方向後方側が押圧支持スリーブ３６と当接して押圧された場合に、押出し作用部３５１の屈曲部３５５の近傍が優先して変形するようになっている。

ストッパ３５Ｐは、例えば、ストレート部１５０の長手方向の途中に形成されたストレート部１５０よりも大径の部位であり、車輪後方部押出しロッド３５を、車体幅方向の所定範囲で進退可能とするものである。

なお、車輪後方部押出しロッド３５のストレート部３５０、突張部３５１、変形力入力部３５２、屈曲部３５５、ストッパ３５Ｐの断面形状や形成範囲、その他の特性については、機能を発揮する範囲で、任意に設定することが可能である。

押圧支持スリーブ（押圧支持部材）３６は、例えば、図７、図９に示すように、例えば、断面円筒形状の鋼材からなり、円筒形状の後方側に当接押出し部３６Ｓが形成されている。
そして、押圧支持スリーブ３６は、ステアリング操作された際に、矢印Ｔ２方向に進退する車輪後方部押出しロッド３５が抜け落ちることがないように案内するとともに係止端部３６Ｔに車輪後方部押出しロッド３５のストッパ３５Ｐが当接して、車輪後方部押出しロッド３５が車体幅方向に移動し過ぎないように構成されている。
また、押圧支持スリーブ３６は、フロントサイドフレームＦＦの衝突時に車両進行方向に変位しない位置に設けることが好適である。

なお、車輪後方部押出しロッド３５とナックル３１の連結部位については、キングピン軸線Ｏ１よりも後方位置を基準とするのに代えて、例えば、衝突時にストラットの曲りが生じた場合に、ストラットの曲り部分よりも下方に位置されるナックル３１の近傍におけるストラットの軸線を基準としてもよい。
また、車体を平面視視したときにおける車輪ＷＨの回転軸よりも車両進行方向後方を基準としてもよい。

また、筒状に形成された押圧支持スリーブ３６に代えて、車輪後方部押出しロッド３５を、車輪ＷＨの向きに応じて進退させるとともに、車輪後方部押出しロッド３５が所定範囲を超えて車体幅方向外方に移動しないようにする、他の構成（筒状以外を含む）の押圧支持部材を用いてもよい。

次に、図１０を参照して、車輪連結構造３の作用について説明する。
図１０は、第３の実施形態に係る車輪連結構造３の作用を説明する図であり、スモールオーバーラップ衝突後における車輪連結構造３の状態の一例を示す概念図である。

車輪連結構造３は、車両が正面衝突した場合や、スモールオーバーラップ衝突した場合に、図１０に示すように、例えば、フロントサイドフレームＦＦの車両進行方向Ｆの外側前端部が破壊されて、車輪連結構造３を構成する車輪ＷＨ等の構成部材が矢印Ｃで示す衝突時移動方向に移動する。
車輪ＷＨ等が衝突時移動方向に移動すると、車輪後方部押出しロッド３５の変形力入力部３５２が押圧支持スリーブ３６の当接押出し部３６Ｓと当接する。

そして、車輪後方部押出しロッド３５の変形力入力部３５２は、押圧支持スリーブ３６の当接押出し部３６Ｓと当接することで車両進行方向Ｆの後方側に移動して車体幅方向することが阻止される。

また、ストッパ３５Ｓが押出し支持スリーブ３６の車体方向外方の端面に形成された係止端部３６Ｔと当接して、車輪後方部押出しロッド３５が車体幅方向内方に移動することが阻止される。

そして、輪後方部押出しロッド３５の屈曲部３５５の屈曲の度合いが小さく（車両進行方向Ｆに対する傾斜が大きく）なって、輪後方部押出しロッド３５の車体幅方向における長さが延伸される。
その結果、車輪ＷＨの後方部が車体幅方向外方の押出し力が発生して、車輪ＷＨに矢印Ｒ方向のモーメントが発生して車輪ＷＨの後方部が車体幅方向外方を向くこととなる。

第３の実施形態に係る車輪連結構造３によれば、スモールオーバーラップ衝突時に、輪後方部押出しロッド３５の屈曲部３５５の屈曲が小さくなって、車輪ＷＨの後方部が車体幅方向外方を向くので、車輪ＷＨがキャビンに押し込まれることが抑制される。
その結果、スモールオーバーラップ衝突がフロントサイドフレームＦＦよりも外側で生じるような場合を含めて、より広い衝突形態においてキャビン内の乗員の安全性を向上することができる。

また、第３の実施形態に係る車輪連結構造３によれば、スモールオーバーラップ衝突して、車輪後方部押出しロッド３５が車両進行方向後方に移動されると、小さな変位量でも車輪ＷＨの後方部を車体幅方向外方に向けることができ、しかも車輪ＷＨの後方部が車体内方に向くのが車輪後方部押出しロッド３５により阻止されるので、車輪ＷＨの後方部を車体幅方向外方に効率的かつ安定して行うことができる。

また、第３の実施形態に係る車輪連結構造３によれば、車輪後方部押出しロッド３５を用いることにより、タイロッドが前輪ＷＨの回転軸よりも前方に配置される車両や、車輪に直接駆動源が設けられて機械式のタイロッドを備えていない電気自動車等の車両に対しても有効に適用することができる。

なお、第３の実施形態においては、タイロッド３４が前輪ＷＨの回転軸よりも前方に配置されているが、例えば、タイロッド３４が前輪ＷＨの回転軸よりも後方に配置された車輪連結構造に適用してもよい。なお、前輪ＷＨの回転軸よりも前方にタイロッド３４を配置する場合には、車輪後方部押出しロッド３５が屈曲する際に支障とならない強度とすることが好適である。

＜第４の実施形態＞
以下、図１１、図１２を参照して、本発明の第４の実施形態に係る車輪連結構造について説明する。
図１１は、本発明の第４の実施形態に係る車輪連結構造の概略構成の一例を説明する図であり、後輪駆動車における例を示している。図１１において、符号４は車輪連結構造を、符号３５は車輪後方部押出しロッド（車輪後方部押出し部材）を示している。

車輪連結構造４は、図１１に示すように、例えば、車輪ＷＨと、ナックル（車輪支持部材）４１と、タイロッド３４と、車輪後方部押出し機構とを備え、フロントサイドフレームＦＦの車体幅方向側方に配置されている。
また、第４の実施形態において、車輪後方部押出し機構は、例えば、車輪後方部押出しロッド（車輪後方部押出し部材）３５と、押圧支持スリーブ（押圧支持部材）３６とを備えている。

ナックル４１は、例えば、スピンドル（回転支持部）４１１と、押出しロッド取付部４１２と、キングピン取付部４１３と、タイロッド取付部４１４と、を備えている。

スピンドル４１１は、軸受部材（不図示）を介して、車輪ＷＨを回転可能に支持しており、車輪ＷＨは車両が進行する際に、路面から入力される摩擦力によって回転（従動）されるようになっている。

また、ナックル４１は、キングピン取付部４１３を介して、サスペンションリンク機構（不図示）にキングピン軸線Ｏ１周りに回動可能に支持されている。
また、ナックル４１は、押出しロッド取付部４１２を介して車輪後方部押出しロッド３５に連結されるとともに、タイロッド取付部４１４を介してタイロッド４４に連結されている。

押出しロッド取付部４１２は、車輪後方部押出しロッド３５により、キングピン軸線Ｏ１の後方でナックル４１と連結されている。

タイロッド３４は、例えば、鋼材からなり直線状に形成された形態とされていて、例えば、左右のナックル３１をキング軸線Ｏ１よりも前方でタイロッド取付部４１４を介して連結していて、ステアリング操作によって、タイロッド３４が矢印Ｔ１方向に進退されると、左右のナックル３１がキングピン軸線Ｏ１周りに連動して回動されて、車両進行方向Ｆに対する車輪ＷＨの向きが変位するように構成されている。

なお、車輪後方部押出しロッド（車輪後方部押出し部材）３５及び押圧支持スリーブ（押圧支持部材）３６については、図８、図９に示すとおりであり、上記第３の実施形態と同様であるので説明を省略する。

次に、図１２を参照して、車輪連結構造４の作用について説明する。
図１２は、第４の実施形態に係る車輪連結構造４の作用を説明する図であり、スモールオーバーラップ衝突後における車輪連結構造４の状態の一例を示す概念図である。

車輪連結構造４は、車両が正面衝突した場合や、スモールオーバーラップ衝突した場合に、図１２に示すように、例えば、フロントサイドフレームＦＦの車両進行方向Ｆの外側前端部が破壊されて、車輪連結構造４を構成する車輪ＷＨ等の構成部材が矢印Ｃで示す衝突時移動方向に移動する。
車輪ＷＨ等が衝突時移動方向に移動すると、車輪後方部押出しロッド３５の変形力入力部３５２が押圧支持スリーブ３６の当接押出し部３６Ｓと当接する。

第４の実施形態に係る車輪連結構造４によれば、スモールオーバーラップ衝突時に、輪後方部押出しロッド３５の屈曲部３５５の屈曲が小さくなって、車輪ＷＨの後方部が車体幅方向外方を向くので、車輪ＷＨがキャビンに押し込まれることが抑制される。
その結果、スモールオーバーラップ衝突がフロントサイドフレームＦＦよりも外側で生じるような場合を含めて、より広い衝突形態においてキャビン内の乗員の安全性を向上することができる。

また、第４の実施形態に係る車輪連結構造４によれば、スモールオーバーラップ衝突して、輪後方部押出しロッド３５が車両進行方向後方に移動されると、小さな変位量でも車輪ＷＨの後方部を車体幅方向外方に向けることができ、しかも車輪ＷＨの後方部が車体内方に向くのが車輪後方部押出しロッド３５により阻止されるので、車輪ＷＨの後方部を車体幅方向外方に効率的かつ安定して行うことができる。

また、第４の実施形態に係る車輪連結構造４によれば、車輪後方部押出しロッド３５を用いることにより、タイロッドが前輪ＷＨの回転軸よりも前方に配置される車両や、車輪に直接駆動源が設けられて機械式のタイロッドを備えていない電気自動車等の車両に対しても有効に適用することができる。

なお、第４の実施形態においては、タイロッド３４が前輪ＷＨの回転軸よりも前方に配置されているが、例えば、タイロッド３４が前輪ＷＨの回転軸よりも後方に配置された車輪連結構造に適用してもよい。なお、前輪ＷＨの回転軸よりも前方にタイロッド３４を配置する場合には、車輪後方部押出しロッド３５が屈曲する際に支障とならない強度とすることが好適である。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。

例えば、上記実施の形態においては、前記車輪支持部材と連結され前記車輪支持部材に連結される車輪後方部押出し機構が、タイロッド１５と押圧支持部材１６、又は車輪後方部押出しロッド３５と押圧支持スリーブ３６を備えている場合について説明したが、上記構成に代えて、スモールオーバーラップ衝突時に車輪の後方を車体幅方向外方に押し出すことが可能とされる他の構成からなる車輪後方部押出し機構を適用することも可能である。

また、上記実施の形態においては、タイロッド１５、車輪後方部押出しロッド３５が、キングピン軸線Ｏ１よりも前方位置に配置される場合について説明したが、キングピン軸線Ｏ１よりも前方位置に代えて、例えば、衝突時にストラットの曲りが生じた場合に、ストラットの曲り部分よりも下方に位置されるナックル１１・・・４１近傍におけるストラットの軸線を基準とする構成としてもよい。
また、車体を平面視視したときにおける車輪ＷＨの回転軸よりも車両進行方向前方を基準としてもよい。

また、上記実施の形態においては、タイロッド（車輪後方部押出し部材）１５、車輪後方部押出しロッド（車輪後方部押出し部材）３５が断面円形に形成されている場合について説明したが、車輪後方部押出し部材の断面形状については任意に設定することが可能である。

また、上記実施の形態においては、タイロッド１５、車輪後方部押出しロッド３５が、押出し変形部として屈曲部１５５、３５５を備えている場合について説明したが、屈曲部１５５、３５５に代えて、湾曲部や、屈曲部と湾曲部により、又はその他の形状によって押出し変形部を構成してもよい。

また、上記実施の形態においては、タイロッド（車輪後方部押出し部材）１５、車輪後方部押出しロッド（車輪後方部押出し部材）３５が、車体幅方向にストレート部を有している場合について説明したが、車輪後方部押出し部材の車体幅方向形状については、例えば、一部に凹部を形成する等、ステアリング操作が可能な範囲で任意に設定することが可能である。
また、タイロッド１５、車輪後方部押出しロッド３５を形成するための工法については、周知の工法を任意に適用することができる。

また、上記実施の形態においては、例えば、タイロッド１５、車輪後方部押出しロッド３５が鋼材により形成されている場合について説明したが、鋼材以外の金属材料や樹脂材料等により形成してもよい。

また、上記実施の形態においては、車輪連結構造１・・・４を自動車に適用する場合について説明したが、自動車以外の車両に適用してもよい。

この発明に係る車輪連結構造、自動車によれば、スモールオーバーラップ衝突がフロントサイドフレームＦＦよりも外側で生じるような場合を含めて、より広い衝突形態でキャビン内の乗員の安全性を向上することができるので、産業場利用可能である。

Ｆ車両進行方向
Ｃ衝突時移動方向
ＦＦフロントサイドフレーム
ＷＨ車輪
Ｔ、Ｔ１タイロッドの進退方向
Ｔ２車輪後方部押出しロッド（車輪後方部押出し部材）の進退方向
Ｏ１キングピン軸線
１、２、３、４車輪連結構造
１１、２１、３１、４１ナックル（車輪支持部材）
１１１、２１１、３１１、４１１スピンドル（回転支持部）
１１１Ｈ、３１１Ｈ貫通孔
１１２、２１２、３１４、４１４タイロッド取付部
１１３、２１３、３１３、４１３キングピン取付部
１２、３２アクスルシャフト（車軸）
１５タイロッド（車輪後方部押出し部材）
１５１、３５１突張部（押出し作用部）
１５２、３５２変形力入力部
１５５、３５５屈曲部（押出し変形部、押出し作用部）
１６押圧支持部材
１６Ｓ当接押出し部
３１２、４１２押出しロッド取付部
３４タイロッド
３５車輪後方部押出しロッド（車輪後方部押出し部材）
３５Ｐストッパ（係止部）
３６押圧支部スリーブ（押圧支持部材）
３６Ｔ係止端部
３６Ｓ当接押出し部

Claims

車輪を車体に支持する車輪連結構造であって、
前記車輪を車体の前進方向に対してキングピン軸線周りに回動可能に支持するとともに回転支持部によって前記車輪を回転可能に支持する車輪支持部材と、
前記キングピン軸線よりも後方で前記車輪支持部材と連結され前記車輪支持部材に連結される車輪後方部押出し機構と、
を備え、
前記車輪後方部押出し機構は、
車体幅方向の内方側の少なくとも一部が前記車輪支持部材との連結部より後方に変位する押出し作用部が形成された車輪後方部押出し部材と、
前記車輪後方部押出し部材の後方側を支持可能に形成された押圧支持部材と、
を備え、
前記押出し作用部は、
前記車体幅方向外方から内方に向かうにしたがって後方に傾斜する突張部と、屈曲部又は湾曲部により形成され前記突張部に接続される押出し変形部と、を備え、
前記車体が衝突して前記車輪が進行方向後方に移動した場合に、
前記押圧支持部材が前記車輪後方部押出し部材の変形力入力部と当接して、前記押出し変形部を押圧することによって前記車輪後方部押出し部材の前記車体幅方向長さを延伸して、車輪後方部を前記車体幅方向外方に押し出すように構成され、
前記変形力入力部は、
前記押出し変形部よりも硬さが高く設定され、前記変形力入力部の後方側が前記押圧支持部材と当接して押圧された場合に、前記押出し変形部が優先して変形するように構成されている
ことを特徴とする車輪連結構造。
請求項１に記載の車輪連結構造であって、
前記車輪後方部押出し部材は、タイロッドであることを特徴とする車輪連結構造。
請求項１に記載の車輪連結構造であって、
前記車輪後方部押出し部材は、前記車両進行方向に対する前記車輪の向きに応じて、所定範囲内で前記車体幅方向に進退可能とされた車輪方向制御ロッドであることを特徴とする車輪連結構造。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車輪連結構造を備えることを特徴とする自動車。