(57)【要約】【課題】タイロッドのラック軸側の端部の上下方向の位置を変更しても、ナックルの回動軸線とタイロッドとのなす角度を適正範囲内に保つことができる、車体構造を提供する。【解決手段】ナックル９Ｌ，９Ｒには、タイロッド２５Ｌ，２５Ｒの前輪７Ｌ，７Ｒ側の端部を上方および下方のいずれからも連結可能な取付孔５２Ｌ，５２Ｒが形成されている。タイロッド２５Ｌ，２５Ｒの前輪７Ｌ，７Ｒ側の端部を取付孔５２Ｌ，５２Ｒに上方または下方から選択的に連結することにより、キングピン１０Ｌ，１０Ｒの軸線Ｌ１とタイロッド２５Ｌ，２５Ｒとがなす角度Ａおよび車幅方向（ラック軸２７の移動方向）とタイロッド２５Ｌ，２５Ｒとがなす角度を変更することができる。【選択図】図２
2015033931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフトと、
前記ステアリングシャフトの回動に伴って車幅方向に移動する直動部材と、
前記直動部材に連結され、前記直動部材と一体的に車幅方向に移動するタイロッドブラケットと、
一端部が前記タイロッドブラケットに連結されたタイロッドと、
前記タイロッドの他端部が連結されるナックルと、
前記直動部材に対する前記タイロッドブラケットの上下方向の位置を調整するための位置調整手段とを含み、
前記ナックルには、上下方向に貫通し、前記タイロッドの前記他端部を上方および下方のいずれからも連結可能な取付孔が形成されている、車体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体構造、とくに小型車両に好適な車体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
たとえば、ラックアンドピニオン式のステアリング機構は、車幅方向に延びるラック軸と、ラック軸に形成されたギヤに噛合するピニオンとを含む。ピニオンには、ステアリングシャフトの一端が連結されている。ステアリングシャフトの他端は、ステアリングホイールに連結されている。ラック軸には、左右のタイロッドの各一端が連結されている。各タイロッドの他端は、左右のナックルに接続されている。運転者により、ステアリングホイールが回動操作されると、ピニオンが回動し、そのピニオンの回動に連動して、ラック軸が車幅方向に直動する。ラック軸の直動に伴って、一方のタイロッドがナックルを車幅方向外側に押し、他方のタイロッドがナックルを車幅方向内側に引く。これにより、左右のナックルがキングピンを中心に回動し、左右の前輪が転舵される。
【０００４】
ラックアンドピニオン式のステアリング機構の派生として、ラック軸の下方に、ラック軸と一体に移動する補助軸をラック軸と平行に設け、その補助軸の途中部に、ボールジョイントを介して、左右のタイロッドの各一端を連結した構成が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−９９９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかる構成では、補助軸の上下位置を変更することにより、ラック軸の移動量に対するナックルの回動角を変更し、バンプ／リバウンド時のトー変化の特性を変更することが考えられる。ところが、補助軸を下げ過ぎると、キングピンとタイロッドとのなす角度が過大（ラック軸とタイロッドとのなす角度が過小）になり、ナックルおよび／またはタイロッドの設計を変更する必要が生じる。ナックルおよび／またはタイロッドの設計の変更は、コストの増大を招くうえ、ナックルおよび／またはタイロッドの組替えによる手間を生じる。
【０００７】
本発明の目的は、タイロッドの直動部材（ラック軸）側の端部の上下方向の位置を変更しても、ナックルの回動軸線とタイロッドとのなす角度を適正範囲内に保つことができる、車体構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、本発明に係る車体構造は、ステアリングシャフトと、ステアリングシャフトの回動に伴って車幅方向に移動する直動部材と、直動部材に連結され、直動部材と一体的に車幅方向に移動するタイロッドブラケットと、一端部がタイロッドブラケットに連結されたタイロッドと、タイロッドの他端部が連結されるナックルと、ラックに対するタイロッドブラケットの上下方向の位置を調整するための位置調整手段とを含み、ナックルには、上下方向に貫通し、タイロッドの他端部を上方および下方のいずれからも連結可能な取付孔が形成されている。
【０００９】
この構成によれば、タイロッドブラケットが設けられて、タイロッドブラケットにタイロッドの一端部が連結されるので、その連結部位を直動部材の端部よりも車幅方向の内側に位置させることができる。これにより、トレッドが小さい車両においても、車輪の良好な転舵に必要なタイロッドの長さを確保することができる。タイロッドの長さを稼ぐことができるので、直動部材の移動量に対するナックルの回動角の変化（ナックルに保持される車輪のトー角）の変化が大きくなり過ぎることを防止できる。よって、トレッドが小さい車両において、操舵性の向上を図ることができる。また、トレッドが小さい車両において、操舵性の向上を図るために、専用のステアリングギヤを設計する必要がなく、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。
【００１０】
また、位置調整手段により、直動部材に対するタイロッドブラケットの上下方向の位置を調整することができる。そして、その位置の調整により、直動部材の移動量に対するナックルの回動角を変更し、バンプ／リバウンド時のトー変化の特性を変更することができる。そのため、タイロッドベースブラケットなどを新たに設計し直すことなく、低コストに、車両挙動をユーザの好みに合わせてチューニングしたり、開発時の仕様決めのために車両挙動を種々変更して確認したりすることができる。
【００１１】
さらに、ナックルには、タイロッドの他端部を上方および下方のいずれからも連結可能な取付孔が形成されている。タイロッドの他端部を取付孔に上方または下方から選択的に連結することにより、ナックルの回動軸線とタイロッドとがなす角度および直動部材の移動方向とタイロッドとがなす角度を変更（調整）することができる。そのため、タイロッドの他端部を取付孔に上方から連結されている状態で、タイロッドブラケットの位置が下方に変更されることにより、ナックルの回動軸線とタイロッドとのなす角度が大きくなり過ぎた場合には、タイロッドの他端部を取付孔に下方から連結することにより、ナックルの回動軸線とタイロッドとのなす角度を小さくすることができる。また、タイロッドの他端部を取付孔に下方から連結されている状態で、タイロッドブラケットの位置が上方に変更されることにより、ナックルの回動軸線とタイロッドとのなす角度が小さくなり過ぎた場合には、タイロッドの他端部を取付孔に上方から連結することにより、ナックルの回動軸線とタイロッドとのなす角度を大きくすることができる。よって、タイロッドブラケットの上下方向の位置に応じて、タイロッドの他端部を取付孔に上方または下方から選択的に連結することにより、ナックルおよびタイロッドの設計を変更することなく、ナックルの回動軸線とタイロッドとのなす角度を適正範囲内に保つことができる。その結果、設計変更によるコストの増大を防止できる。また、ナックルおよびタイロッドの交換の手間をかけることなく、タイロッドの他端部をナックルに付け替えるという簡素な作業により、ナックルの回動軸線とタイロッドとのなす角度を調整することができ、その調整に要する時間が短くすむ。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、タイロッドブラケットの上下方向の位置に応じて、タイロッドの他端部を取付孔に上方または下方から選択的に連結することにより、ナックルおよびタイロッドの設計を変更することなく、ナックルの回動軸線とタイロッドとのなす角度を適正範囲内に保つことができる。その結果、設計変更によるコストの増大を防止できる。また、ナックルおよびタイロッドの交換の手間をかけることなく、タイロッドの他端部をナックルに付け替えるという簡素な作業により、ナックルの回動軸線とタイロッドとのなす角度を調整することができ、その調整に要する時間が短くすむ。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】車両の図解的な平面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車体構造を示す正面図である。
【図３】車体構造の一部を示す側面図である。
【図４】車体構造を示す正面図であり、図２に示される状態からタイロッドブラケットの位置が下げられた状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
図１は、車両１の図解的な平面図である。
【００１６】
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。
【００１７】
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（運転席）４および後部座席５が前後に並べて設けられている。
【００１８】
車体２の左前部、右前部、左後部および右後部には、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（左右方向）の内側に凹んでいる。
【００１９】
左前部のホイールハウス６ＬＦおよび右前部のホイールハウス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。前輪７Ｌ，７Ｒは、それぞれハブ８Ｌ，８Ｒに取り付けられている。そして、前輪７Ｌ，７Ｒは、ハブ８Ｌ，８Ｒを介して、それぞれナックル９Ｌ，９Ｒに保持されている。ナックル９Ｌ，９Ｒは、ロアアーム（図示せず）に支持されて、それぞれキングピン１０Ｌ，１０Ｒを中心に回動可能（揺動可能）に設けられている。
【００２０】
左後部のホイールハウス６ＬＲおよび右後部のホイールハウス６ＲＲには、それぞれ後輪１１Ｌ，１１Ｒが収容されている。後輪１１Ｌ，１１Ｒには、車幅方向に延びるドライブシャフト（図示せず）を介して、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１１Ｌ，１１Ｒ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。
【００２１】
図２は、本発明の一実施形態に係る車体構造２１を示す正面図である。図３は、その車体構造２１の一部を示す側面図である。
【００２２】
車両１には、車体構造２１が適用されている。
【００２３】
車体構造２１は、ステアリングギヤ２２、ステアリングシャフト２３、タイロッドブラケット２４および左右１対のタイロッド２５Ｌ，２５Ｒを含む。
【００２４】
ステアリングギヤ２２は、ラックアンドピニオン式のステアリング機構である。ステアリングギヤ２２は、ギヤハウジング２６およびラック軸２７を備えている。
【００２５】
ギヤハウジング２６は、車室３（図１参照）の前方に配置されている。ギヤハウジング２６は、略円筒状をなしている。ギヤハウジング２６は、ホルダ（図示せず）を介して車体２に固定され、車幅方向に延びている。
【００２６】
ラック軸２７は、車幅方向に延びる略円柱状をなし、ギヤハウジング２６に車幅方向に往復移動可能に保持されている。ラック軸２７の途中部には、その周面に、ラックギヤ（図示せず）が形成されている。ラックギヤには、ピニオン（図示せず）が噛合している。ラック軸２７の両端部は、ギヤハウジング２６から車幅方向の外側に突出している。
【００２７】
ステアリングシャフト２３の下端部は、ギヤハウジング２６内において、ピニオンに連結されている。ステアリングシャフト２３の上端部は、車室３内に突出して、車室３内の前部座席４の前方に配置されている。ステアリングシャフト２３の上端部には、ステアリングホイール（図示せず）が取り付けられている。
【００２８】
タイロッドブラケット２４は、たとえば、金属板からなる。タイロッドブラケット２４は、左右１対の接続部２８Ｌ，２８Ｒと、接続部２８Ｌ，２８Ｒの各下端部間に架設された架設部２９とを備えている。
【００２９】
接続部２８Ｌ，２８Ｒは、それぞれ上下方向に延び、互いに車幅方向に間隔を空けて平行をなして対向している。各接続部２８Ｌ，２８Ｒには、図３に示されるように、上下方向に長い長孔からなる軸挿通孔３０が形成されている。ラック軸２７の左端部および右端部は、それぞれ接続部２８Ｌ，２８Ｒの軸挿通孔３０に挿通されて、図示しない固定具により、それぞれ接続部２８Ｌ，２８Ｒに対して固定されている。これにより、タイロッドブラケット２４は、ラック軸２７と一体的に移動可能に設けられている。また、軸挿通孔３０におけるラック軸２７が挿通される位置を変更することにより、ラック軸２７に対する架設部２９の上下方向の位置を変更することができる。
【００３０】
タイロッド２５Ｌ，２５Ｒの一端部は、図２に示されるように、それぞれボールジョイント３１Ｌ，３１Ｒを介して、タイロッドブラケット２４の架設部２９の車幅方向の中央部に連結されている。ボールジョイント３１Ｌ，３１Ｒは、架設部２９の車幅方向の中央に対して左右対称をなす位置に配置されている。
【００３１】
左側のタイロッド２５Ｌの他端部は、図１に示されるように、ボールジョイント３２Ｌを介して、キングピン１０Ｌよりも前方において、ナックル９Ｌに接続されている。右側のタイロッド２５Ｒの他端部は、ボールジョイント３２Ｒを介して、キングピン１０Ｒよりも前方において、ナックル９Ｒに接続されている。
【００３２】
ボールジョイント３２Ｌ，３２Ｒは、図２に示されるように、同一の構成であり、ボールスタッド４１およびソケット４２を備えている。ボールスタッド４１は、円柱状のボルト部４３と、ボルト部４３の先端に形成された球状のボール部４４とを有している。ソケット４２は、ボール部４４に冠装されており、ボール部４４の表面に沿って３次元的に可動する。ボールジョイント３２Ｌ，３２Ｒのソケット４２には、それぞれタイロッド２５Ｌ，２５Ｒが接続されている。
【００３３】
ナックル９Ｌ，９Ｒは、それぞれ車幅方向および前後方向に延びる板状部５１Ｌ，５１Ｒを備えている。板状部５１Ｌ，５１Ｒには、それぞれ取付孔５２Ｌ，５２Ｒが上下方向に延びる貫通孔として形成されている。取付孔５２Ｌ，５２Ｒは、ボールスタッド４１のボルト部４３の径よりも大きい一定径を有する円柱状をなしている。
【００３４】
図３に示されるように、ラック軸２７がタイロッドブラケット２４の軸挿通孔３０の下部に挿通され、ラック軸２７とタイロッドブラケット２４の架設部２９との間隔が相対的に小さい状態では、図２に示されるように、ボールジョイント３２Ｌ，３２Ｒのボルト部４３がそれぞれ取付孔５２Ｌ，５２Ｒに上方から挿通される。そして、ボルト部４３にナット５３が螺合されることにより、ボールジョイント３２Ｌ，３２Ｒがそれぞれナックル９Ｌ，９Ｒに取り付けられる。
【００３５】
図４は、本発明の一実施形態に係る車体構造２１を示す正面図であり、図２に示される状態からタイロッドブラケット２４の位置が下げられた状態を示す。
【００３６】
タイロッドブラケット２４の軸挿通孔３０におけるラック軸２７の挿通位置が上げられて、ラック軸２７に対するタイロッドブラケット２４の位置が下がるほど、キングピン１０Ｌ，１０Ｒの軸線Ｌ１とそれぞれタイロッド２５Ｌ，２５Ｒとのなす角度Ａが大きくなる。この角度Ａが大きくなり過ぎると、バンプ時にタイロッド２５Ｌ，２５Ｒがタイロッドブラケット２４に当たる、ボールスタッド４１の許容角度を超えて作動不良が起きるなどの不具合が生じる。
【００３７】
そこで、ラック軸２７に対するタイロッドブラケット２４の位置が下げられて、キングピン１０Ｌ，１０Ｒの軸線Ｌ１とそれぞれタイロッド２５Ｌ，２５Ｒとのなす角度Ａが所定角度以上となる場合には、図４に示されるように、ボールジョイント３２Ｌ，３２Ｒのボルト部４３がそれぞれ取付孔５２Ｌ，５２Ｒに下方から挿通される。そして、ボルト部４３にナット５３が螺合されることにより、ボールジョイント３２Ｌ，３２Ｒがそれぞれナックル９Ｌ，９Ｒに取り付けられる。これにより、キングピン１０Ｌ，１０Ｒの軸線Ｌ１とそれぞれタイロッド２５Ｌ，２５Ｒとのなす角度Ａが所定角度よりも小さくなる。
【００３８】
以上のように、タイロッドブラケット２４にタイロッド２５Ｌ，２５Ｒの一端部が連結されるので、その連結部位（ボールジョイント３１Ｌ，３１Ｒの位置）をラック軸２７の端部よりも車幅方向の内側に位置させることができる。これにより、トレッドが小さい車両１においても、前輪７Ｌ，７Ｒの良好な転舵に必要なタイロッド２５Ｌ，２５Ｒの長さを確保することができる。タイロッド２５Ｌ，２５Ｒの長さを稼ぐことができるので、ラック軸２７の移動量に対するナックル９Ｌ，９Ｒの回動角の変化（ナックル９Ｌ，９Ｒに保持される前輪７Ｌ，７Ｒのトー角）の変化が大きくなり過ぎることを防止できる。よって、トレッドが小さい車両１において、操舵性の向上を図ることができる。また、トレッドが小さい車両１において、操舵性の向上を図るために、専用のステアリングギヤを設計する必要がなく、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。
【００３９】
また、軸挿通孔３０が長孔に形成されているので、ラック軸２７に対するタイロッドブラケット２４の上下方向の位置を調整することができる。そして、その位置の調整により、ラック軸２７の移動量に対するナックル９Ｌ，９Ｒの回動角を変更し、バンプ／リバウンド時のトー変化の特性を変更することができる。そのため、タイロッドベースブラケットなどを新たに設計し直すことなく、低コストに、車両挙動をユーザの好みに合わせてチューニングしたり、開発時の仕様決めのために車両挙動を種々変更して確認したりすることができる。
【００４０】
さらに、ナックル９Ｌ，９Ｒには、タイロッド２５Ｌ，２５Ｒの前輪７Ｌ，７Ｒ側の端部を上方および下方のいずれからも連結可能な取付孔５２Ｌ，５２Ｒが形成されている。タイロッド２５Ｌ，２５Ｒの前輪７Ｌ，７Ｒ側の端部を取付孔５２Ｌ，５２Ｒに上方または下方から選択的に連結することにより、キングピン１０Ｌ，１０Ｒの軸線Ｌ１とタイロッド２５Ｌ，２５Ｒとがなす角度Ａおよび車幅方向（ラック軸２７の移動方向）とタイロッド２５Ｌ，２５Ｒとがなす角度を変更（調整）することができる。
【００４１】
タイロッド２５Ｌ，２５Ｒの前輪７Ｌ，７Ｒ側の端部を取付孔５２Ｌ，５２Ｒに上方から連結されている状態で、タイロッドブラケット２４の位置が下方に変更されることにより、キングピン１０Ｌ，１０Ｒの軸線Ｌ１とタイロッド２５Ｌ，２５Ｒとのなす角度Ａが大きくなり過ぎた場合には、タイロッド２５Ｌ，２５Ｒの前輪７Ｌ，７Ｒ側の端部を取付孔５２Ｌ，５２Ｒに下方から連結することにより、キングピン１０Ｌ，１０Ｒの軸線Ｌ１とタイロッド２５Ｌ，２５Ｒとのなす角度Ａを小さくすることができる。また、タイロッド２５Ｌ，２５Ｒの前輪７Ｌ，７Ｒ側の端部を取付孔５２Ｌ，５２Ｒに下方から連結されている状態で、タイロッドブラケット２４の位置が上方に変更されることにより、キングピン１０Ｌ，１０Ｒの軸線Ｌ１とタイロッド２５Ｌ，２５Ｒとのなす角度Ａが小さくなり過ぎた場合には、タイロッド２５Ｌ，２５Ｒの前輪７Ｌ，７Ｒ側の端部を取付孔５２Ｌ，５２Ｒに上方から連結することにより、キングピン１０Ｌ，１０Ｒの軸線Ｌ１とタイロッド２５Ｌ，２５Ｒとのなす角度Ａを大きくすることができる。よって、タイロッドブラケット２４の上下方向の位置に応じて、タイロッド２５Ｌ，２５Ｒの前輪７Ｌ，７Ｒ側の端部を取付孔５２Ｌ，５２Ｒに上方または下方から選択的に連結することにより、ナックル９Ｌ，９Ｒおよびタイロッド２５Ｌ，２５Ｒの設計を変更することなく、キングピン１０Ｌ，１０Ｒの軸線Ｌ１とタイロッド２５Ｌ，２５Ｒとのなす角度Ａを適正範囲内に保つことができる。その結果、設計変更によるコストの増大を防止できる。また、ナックル９Ｌ，９Ｒおよびタイロッド２５Ｌ，２５Ｒの交換の手間をかけることなく、タイロッド２５Ｌ，２５Ｒの前輪７Ｌ，７Ｒ側の端部をナックル９Ｌ，９Ｒに付け替えるという簡素な作業により、キングピン１０Ｌ，１０Ｒの軸線Ｌ１とタイロッド２５Ｌ，２５Ｒとのなす角度を調整することができ、その調整に要する時間が短くすむ。
【００４２】
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。
【００４３】
たとえば、前述の実施形態では、タイロッドブラケット２４の各接続部２８Ｌ，２８Ｒに、上下方向に長い長孔からなる軸挿通孔３０が形成されて、軸挿通孔３０におけるラック軸２７が挿通される位置の変更により、ラック軸２７に対する架設部２９の上下方向の位置が変更される構成を取り上げた。しかしながら、ラック軸２７に対する架設部２９の上下方向の位置を変更するための構成は、前述の構成に限らず、たとえば、各接続部２８Ｌ，２８Ｒに、複数の軸挿通孔が上下に並べて形成されて、ラック軸２７の端部が挿通される軸挿通孔が変更されることにより、ラック軸２７に対する架設部２９の上下方向の位置が変更されてもよい。
【００４４】
また、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。
【００４５】
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。
【符号の説明】
【００４６】
１      車両
９Ｌ    ナックル
９Ｒ    ナックル
２１    車体構造
２３    ステアリングシャフト
２４    タイロッドブラケット
２５Ｌ  タイロッド
２５Ｒ  タイロッド
２７    ラック軸（直動部材）
３０    軸挿通孔（位置調整手段）
５２Ｌ  取付孔
５２Ｒ  取付孔
【図１】
2015033931.tif 000003
【図２】
2015033931.tif 000004
【図３】
2015033931.tif 000005
【図４】
2015033931.tif 000006