(57)【要約】【課題】ラック軸などの直動部材に連結されたタイロッドブラケットが直動部材から脱落することを防止できる、車体構造を提供する。【解決手段】ラック軸２７の左側ねじ軸２８がタイロッドブラケット２４の左側切欠３２Ｌに挿通されて、その左側ねじ軸２８にナット３３が螺合され、ラック軸２７の右側ねじ軸２９がタイロッドブラケット２４の右側切欠３２Ｒに挿通されて、その右側ねじ軸２９にナット３５が螺合されることにより、タイロッドブラケット２４がラック軸２７に取り付けられている。そして、抜け止めピン３４，３６により、ナット３３，３５がそれぞれ左側ねじ軸２８および右側ねじ軸２９から抜けることが防止されている。【選択図】図２
2015033933.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を含み、
前記直動部材の一端面および他端面には、それぞれ一方側ねじ軸および他方側ねじ軸が形成され、
前記タイロッドブラケットには、車幅方向に間隔を空けた位置に、一方側切欠および他方側切欠が形成され、
前記一方側ねじ軸が前記一方側切欠に挿通されて、前記一方側ねじ軸にナットが螺合され、前記他方側ねじ軸が前記他方側切欠に挿通されて、前記他方側ねじ軸にナットが螺合されており、
前記ナットが前記一方側ねじ軸および前記他方側ねじ軸から抜けることを防止するための抜け止め手段が設けられている、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、ラック軸に接続された連結部材に、ボルトによって、ラック軸と平行に延びる補助軸が固定され、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、タイヤからの入力などにより、補助軸に回転方向（補助軸の軸線まわり）の力が加わり、補助軸を連結部材に固定しているボルトが緩むおそれがある。ボルトの緩みが進行し、ボルトが外れると、補助軸が連結部材から脱落し、操舵不能となる。
【０００７】
本発明の目的は、ラック軸などの直動部材に連結されたタイロッドブラケットが直動部材から脱落することを防止できる、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を含み、直動部材の一端面および他端面には、それぞれ一方側ねじ軸および他方側ねじ軸が形成され、タイロッドブラケットには、車幅方向に間隔を空けた位置に、一方側切欠および他方側切欠が形成され、一方側ねじ軸が一方側切欠に挿通されて、一方側ねじ軸にナットが螺合され、他方側ねじ軸が他方側切欠に挿通されて、他方側ねじ軸にナットが螺合されており、各ナットが一方側ねじ軸および他方側ねじ軸から抜けることを防止するための抜け止め手段が設けられている。
【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、直動部材の一方側ねじ軸がタイロッドブラケットの一方側切欠に挿通されて、その一方側ねじ軸にナットが螺合され、直動部材の他方側ねじ軸がタイロッドブラケットの他方側切欠に挿通されて、その他方側ねじ軸にナットが螺合されることにより、タイロッドブラケットが直動部材に取り付けられている。そして、抜け止め防止手段により、ナットがそれぞれ一方側ねじ軸および他方側ねじ軸から抜けることが防止されている。そのため、タイヤからの入力などにより、タイロッドブラケットに回転方向の力が加わっても、ナットがそれぞれ一方側ねじ軸および他方側ねじ軸から外れることを防止できる。よって、タイロッドブラケットが直動部材から脱落することを防止できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、タイロッドブラケットが直動部材から脱落することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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】車体構造の側面図である。
【図４】車体構造の側面図であり、第１の変形例を示す。
【図５】車体構造の側面図であり、第２の変形例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図１は、車両１の図解的な平面図である。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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の側面図である。
【００２１】
車両１には、車体構造２１が適用されている。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
ラック軸２７の左端面には、左側ねじ軸２８が突出して形成されている。左側ねじ軸２８の中心軸線は、ラック軸２７の中心軸線と一致している。
【００２７】
ラック軸２７の右端面には、右側ねじ軸２９が形成されている。右側ねじ軸２９の中心軸線は、ラック軸２７の中心軸線と一致している。
【００２８】
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。
【００２９】
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３０Ｌ，３０Ｒと、接続部３０Ｌ，３０Ｒの各下端部間に架設された架設部３１とを備えている。
【００３０】
接続部３０Ｌ，３０Ｒ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。接続部３０Ｌ，３０Ｒには、それぞれ左側切欠３２Ｌおよび右側切欠３２Ｒが車幅方向に互いに対向する位置に形成されている。左側切欠３２Ｌおよび右側切欠３２Ｒは、それぞれ接続部３０Ｌ，３０Ｒをその後端縁から前方に略Ｕ字状に切り欠くことにより形成されている。左側切欠３２Ｌおよび右側切欠３２Ｒの上下方向の幅は、それぞれラック軸２７の左側ねじ軸２８および右側ねじ軸２９の外径よりも大きく、ラック軸２７の外径よりも小さい。
【００３１】
ラック軸２７の左側ねじ軸２８は、左側切欠３２Ｌに後方から差し入れられて、左側切欠３２Ｌに挿通されている。左側ねじ軸２８には、タイロッドブラケット２４の接続部３０Ｌの左側において、ナット３３が螺合されている。左側ねじ軸２８にナット３３が螺合されることにより、ラック軸２７の左端部とタイロッドブラケット２４の接続部３０Ｌとが互いに固定されている。また、左側ねじ軸２８には、ナット３３の左側において、ナット３３の抜け止めとして機能する抜け止めピン３４が取り付けられている。
【００３２】
ラック軸２７の右側ねじ軸２９は、右側切欠３２Ｒに後方から差し入れられて、右側切欠３２Ｒに挿通されている。右側ねじ軸２９には、タイロッドブラケット２４の接続部３０Ｒの右側において、ナット３５が螺合されている。右側ねじ軸２９にナット３５が螺合されることにより、ラック軸２７の右端部とタイロッドブラケット２４の接続部３０Ｒとが互いに固定されている。また、右側ねじ軸２９には、ナット３５の右側において、ナット３５の抜け止めとして機能する抜け止めピン３６が取り付けられている。
【００３３】
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。
【００３４】
タイロッド２５Ｌ，２５Ｒの一端部は、それぞれボールジョイント３７Ｌ，３７Ｒを介して、タイロッドブラケット２４の架設部３１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３７Ｌ，３７Ｒは、架設部３１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。
【００３５】
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３８Ｌ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３８Ｒ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。
【００３６】
前部座席４（図１参照）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、ステアリングシャフト２３の回動に連動して、ラック軸２７が左側に移動する。ラック軸２７の移動に伴って、タイロッドブラケット２４が左側に移動し、左側のタイロッド２５Ｌが左側のナックル９Ｌを左方に押し、右側のタイロッド２５Ｒが右側のナックル９Ｒを右方に引っ張る。これにより、左右のナックル９Ｌ，９Ｒが上方から見て反時計回りに回動し、このナックル９Ｌ，９Ｒ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。
【００３７】
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、ステアリングシャフト２３の回動に連動して、ラック軸２７が右方に移動する。ラック軸２７の移動に伴って、タイロッドブラケット２４が右側に移動し、左側のタイロッド２５Ｌが左側のナックル９Ｌを左方に引っ張り、右側のタイロッド２５Ｒが右側のナックル９Ｒを右方に押す。これにより、左右のナックル９Ｌ，９Ｒが上方から見て時計回りに回動し、このナックル９Ｌ，９Ｒ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。
【００３８】
また、車体構造２１は、後ガイド部材４１および前ガイド部材４２を含む。
【００３９】
後ガイド部材４１は、たとえば、金属板を屈曲させて形成されている。後ガイド部材４１は、後規制部４３、上固定部４４および下固定部４５を一体的に備えている。後規制部４３は、車体２の前方に間隔を空けて、上下方向に延びている。上固定部４４は、後規制部４３の上端から後方に延び、上方に屈曲して延びている。下固定部４５は、後規制部４３の下端から後方に延び、下方に屈曲して延びている。上固定部４４および下固定部４５のそれぞれ上下方向に延びる部分が車体２に固定されることにより、後ガイド部材４１が車体２に取り付けられている。
【００４０】
前ガイド部材４２は、たとえば、金属板を屈曲させて形成されている。前ガイド部材４２は、前規制部４６、上固定部４７および下固定部４８を一体的に備えている。前規制部４６は、タイロッドブラケット２４の架設部３１の前方で上下方向に延び、後ガイド部材４１の後規制部４３と前後方向に対向している。上固定部４７は、前規制部４６の上端からタイロッドブラケット２４の架設部３１とギヤハウジング２６との間を後方に延び、上方に屈曲して延びている。下固定部４８は、前規制部４６の下端からタイロッドブラケット２４の架設部３１の下方を後方に延び、下方に屈曲して延びている。上固定部４７および下固定部４８のそれぞれ上下方向に延びる部分が後ガイド部材４１の後規制部４３に固定されることにより、前ガイド部材４２が後ガイド部材４１に取り付けられている。
【００４１】
そして、後ガイド部材４１の後規制部４３および前ガイド部材４２の前規制部４６は、それぞれガイドブッシュ５１，５２を介して、タイロッドブラケット２４の架設部３１に当接している。これにより、架設部３１は、前規制部４６と後規制部４３とに前後から挟まれた状態で、車幅方向の移動が許容されつつ、前後方向の移動が規制されている。
【００４２】
ガイドブッシュ５１，５２は、たとえば、樹脂からなり、それぞれ後規制部４３および前規制部４６に取り付けられて、タイロッドブラケット２４が車幅方向に移動するときに、架設部３１が受ける摺動抵抗を低減するために設けられている。
【００４３】
以上のように、タイロッドブラケット２４が設けられて、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。
【００４４】
また、ラック軸２７の左側ねじ軸２８がタイロッドブラケット２４の左側切欠３２Ｌに挿通されて、その左側ねじ軸２８にナット３３が螺合され、ラック軸２７の右側ねじ軸２９がタイロッドブラケット２４の右側切欠３２Ｒに挿通されて、その右側ねじ軸２９にナット３５が螺合されることにより、タイロッドブラケット２４がラック軸２７に取り付けられている。そして、抜け止めピン３４，３６により、ナット３３，３５がそれぞれ左側ねじ軸２８および右側ねじ軸２９から抜けることが防止されている。そのため、タイヤからの入力などにより、タイロッドブラケット２４に回転方向の力が加わっても、ナット３３，３５がそれぞれ左側ねじ軸２８および右側ねじ軸２９から外れることを防止できる。よって、タイロッドブラケット２４がラック軸２７から脱落することを防止できる。
【００４５】
さらに、タイロッドブラケット２４の架設部３１が後ガイド部材４１の後規制部４３と前ガイド部材４２の前規制部４６とに前後から挟まれることにより、タイロッドブラケット２４は、車幅方向の移動が許容されつつ、前後方向の移動が規制されている。これによっても、左側ねじ軸２８および右側ねじ軸２９がそれぞれ後方に開放された左側切欠３２Ｌおよび右側切欠３２Ｒから脱落することを防止できる。
【００４６】
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。
【００４７】
たとえば、タイロッドブラケット２４の接続部３０Ｌ，３０Ｒをその後端縁から前方に略Ｕ字状に切り欠くことにより、それぞれ左側切欠３２Ｌおよび右側切欠３２Ｒが形成されているとしたが、左側切欠３２Ｌおよび右側切欠３２Ｒは、図４に示されるように、それぞれ接続部３０Ｌ，３０Ｒをその後端縁から略Ｌ字状に切り欠くことによって形成されていてもよい。左側切欠３２Ｌおよび右側切欠３２Ｒは、それぞれ接続部３０Ｌ，３０Ｒの後端縁から前方に延び、途中で屈曲して、上方に延びている。そして、左側ねじ軸２８および右側ねじ軸２９は、それぞれ左側切欠３２Ｌおよび右側切欠３２Ｒの上端に配置されている。この場合、左側切欠３２Ｌおよび右側切欠３２Ｒの上端部の前後端縁により、それぞれ左側ねじ軸２８および右側ねじ軸２９の前後方向の移動を規制することができる。よって、左側ねじ軸２８および右側ねじ軸２９がそれぞれ左側切欠３２Ｌおよび右側切欠３２Ｒから脱落することを防止できる。
【００４８】
また、図５に示されるように、たとえば、前ガイド部材４２の上固定部４７が上方に延設され、その上端部から左右にそれぞれ左側切欠３２Ｌおよび右側切欠３２Ｒと対向する位置まで延設されてもよい。この場合、上固定部４７により、左側ねじ軸２８および右側ねじ軸２９がそれぞれ左側切欠３２Ｌおよび右側切欠３２Ｒから脱落することを防止できる。
【００４９】
また、左側ねじ軸２８に抜け止めピン３４が取り付けられることにより、ナット３３が左側ねじ軸２８から抜けることが防止されているとしたが、抜け止めピン３４に代えて、ナット３３の左側に螺合されて、左側ねじ軸２８とナット３３との間に進入する突起（楔）を有するロックナットが採用されてもよい。ロックナットの突起が左側ねじ軸２８とナット３３との間に進入することにより、ナット３３の緩みを防止することができ、ナット３３が左側ねじ軸２８から抜けることを防止できる。
【００５０】
同様に、右側ねじ軸２９に抜け止めピン３６が取り付けられることにより、ナット３５が右側ねじ軸２９から抜けることが防止されているとしたが、抜け止めピン３６に代えて、ナット３５の左側に螺合されて、右側ねじ軸２９とナット３５との間に進入する突起（楔）を有するロックナットが採用されてもよい。ロックナットの突起が右側ねじ軸２９とナット３５との間に進入することにより、ナット３５の緩みを防止することができ、ナット３５が右側ねじ軸２９から抜けることを防止できる。
【００５１】
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。
【００５２】
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】
【００５３】
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）
２８    左側ねじ軸（一方側ねじ軸）
２９    右側ねじ軸（他方側ねじ軸）
３２Ｌ  左側切欠（一方側切欠）
３２Ｒ  右側切欠（他方側切欠）
３３    ナット
３４    抜け止めピン（抜け止め手段）
３５    ナット
３６    抜け止めピン（抜け止め手段）
【図１】
2015033933.tif 000003
【図２】
2015033933.tif 000004
【図３】
2015033933.tif 000005
【図４】
2015033933.tif 000006
【図５】
2015033933.tif 000007