(57)【要約】【課題】ラック軸などの直動部材と一体的に移動するタイロッドブラケットを直動部材に取り付けているボルトに緩みが発生しても、即座に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のねじ軸２８がタイロッドブラケット２４の左側挿通孔３２Ｌに挿通されて、そのねじ軸２８にナット３３が螺合されることにより、タイロッドブラケット２４の接続部３０Ｌがラック軸２７の左端部に取り付けられている。また、ボルト３５がタイロッドブラケット２４の右側挿通孔３２Ｒに挿通されて、ラック軸２７のねじ穴２９に螺合されることにより、タイロッドブラケット２４の接続部３０Ｒがラック軸２７の右端部に取り付けられている。そして、抜け止めピン３４がねじ軸２８に取り付けられることにより、ナット３３がねじ軸２８から抜けることが防止されている。【選択図】図２
2015033932.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には、ねじ軸が形成され、
前記直動部材の他端面には、ねじ穴が形成され、
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、一方側挿通孔および他方側挿通孔が貫通して形成され、
前記ねじ軸が前記一方側挿通孔に挿通されて、前記ねじ軸にナットが螺合され、前記他方側挿通孔に挿通されたボルトが前記ねじ穴に螺合されることにより、前記タイロッドブラケットが前記直動部材に取り付けられており、
前記ナットが前記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。
【請求項２】
前記他方側挿通孔は、前記一方側挿通孔に対して右側に位置している、請求項１に記載の車体構造。
【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と一体的に移動するタイロッドブラケットを直動部材に取り付けているボルトに緩みが発生しても、即座に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、直動部材の一端面には、ねじ軸が形成され、直動部材の他端面には、ねじ穴が形成され、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、一方側挿通孔および他方側挿通孔が貫通して形成され、ねじ軸が一方側挿通孔に挿通されて、ねじ軸にナットが螺合され、他方側挿通孔に挿通されたボルトがねじ穴に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おり、ナットが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、直動部材のねじ軸がタイロッドブラケットの一方側挿通孔に挿通されて、その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の一端部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の他方側挿通孔を通して直動部材のねじ穴に螺合されているボルトに緩みが発生し、そのボルトの緩みが進行しても、即座に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。
【００１１】
他方側挿通孔は、一方側挿通孔に対して右側に位置していることが好ましい。
【００１２】
この車体構造が適用された車両の走行中に、ボルトに緩みが発生し、タイロッドブラケットの右側部分が直動部材から脱落すると、そのタイロッドブラケットの右側部分が直動部材に対して後方に移動する。これに伴い、右側のタイロッドの一端部が後方に移動する。タイロッドの他端部がキングピンよりも前方でナックルに連結されていれば、右側のタイロッドの一端部が後方に移動すると、タイロッドがナックルを左側に引き、ナックルに支持された車輪が左側を向く。
【００１３】
よって、車両が使用される地域において、左側通行が定められているときには、タイロッドブラケットの右側部分が直動部材から脱落したときに、車輪を左に向けることができ、車両の進行方向を左に変化させることができる。その結果、車両が道路の中央を越えて右側の対向車線に飛び出すことを防止できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、タイロッドブラケットを直動部材に取り付けているボルトに緩みが発生しても、即座に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】
【００１５】
【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。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
図１は、車両１の図解的な平面図である。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
車両１には、車体構造２１が適用されている。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
ラック軸２７の左端面には、ねじ軸２８が突出して形成されている。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。
【００３０】
ラック軸２７の右端面には、ねじ穴２９が形成されている。ねじ穴２９の中心軸線は、ラック軸２７の中心軸線と一致している。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、それぞれ丸孔からなる左側挿通孔３２Ｌおよび右側挿通孔３２Ｒが車幅方向に互いに対向する位置に形成されている。左側挿通孔３２Ｌの径は、ラック軸２７のねじ軸２８の外径よりも大きく、ラック軸２７の外径よりも小さい。右側挿通孔３２Ｒの径は、ラック軸２７のねじ穴２９の内径よりも大きく、ラック軸２７の外径よりも小さい。
【００３４】
ラック軸２７のねじ軸２８は、左側挿通孔３２Ｌに右側から挿通されている。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。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、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。
【００３５】
ラック軸２７のねじ穴２９は、右側挿通孔３２Ｒに左側から対向している。ねじ穴２９には、右側挿通孔３２Ｒに右側から挿通されたボルト３５が螺合されている。ねじ穴２９にボルト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。
【００３６】
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。
【００３７】
タイロッド２５Ｌ，２５Ｒの一端部は、それぞれボールジョイント３６Ｌ，３６Ｒ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３６Ｌ，３６Ｒ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。
【００３８】
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３７Ｌ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３７Ｒ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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
また、ラック軸２７のねじ軸２８がタイロッドブラケット２４の左側挿通孔３２Ｌに挿通されて、そのねじ軸２８にナット３３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の左端部に取り付けられている。そして、抜け止めピン３４がねじ軸２８に取り付けられることにより、ナット３３がねじ軸２８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がねじ軸２８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の右側挿通孔３２Ｒを通してラック軸２７のねじ穴２９に螺合されているボルト３５に緩みが発生し、そのボルト３５の緩みが進行しても、即座に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。
【００４３】
車両１の走行中に、ボルト３５に緩みが発生し、タイロッドブラケット２４の右側の接続部３０Ｒがラック軸２７から脱落すると、そのタイロッドブラケット２４の接続部３０Ｒがラック軸２７に対して後方に移動する。これに伴い、右側のタイロッド２５Ｒの一端部が後方に移動する。タイロッド２５Ｒの他端部がキングピン１０Ｒよりも前方でナックル９Ｒに連結されているので、右側のタイロッド２５Ｒの一端部が後方に移動すると、タイロッド２５Ｒがナックル９Ｒを左側に引き、ナックル９Ｒに支持された前輪７Ｒが左側を向く。
【００４４】
よって、車両１が使用される地域において、左側通行が定められているときには、タイロッドブラケット２４の右側部分がラック軸２７から脱落したときに、車輪を左に向けることができ、車両１の進行方向を左に変化させることができる。その結果、車両１が道路の中央を越えて右側の対向車線に飛び出すことを防止できる。
【００４５】
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。
【００４６】
たとえば、前述の実施形態では、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、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がねじ軸２８から抜けることを防止できる。
【００４７】
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。
【００４８】
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】
【００４９】
１      車両
２      車体
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
２５    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    ねじ軸
２９    ねじ穴
３２Ｌ  左側挿通孔（一方側挿通孔）
３２Ｒ  右側挿通孔（他方側挿通孔）
３３    ナット
３４    抜け止めピン（抜け止め手段）
３５    ボルト
【図１】
2015033932.tif 000003
【図２】
2015033932.tif 000004