JP6540303B2 - 車輪連結構造及び自動車 - Google Patents
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Description
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。
また、タイヤが進行方向と平行に向いている場合や、タイヤの後方が幅方向内方を向いた状態で衝突が発生すると、タイヤを介して車体に大きな荷重が加わり、乗員に対する危険性が大きくなる。
請求項1に記載の発明は、前輪を車体に支持する車輪連結構造であって、前記前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前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前方位置にて前記車輪支持部材と連結されるとともに前記車体の幅方向に延在する車輪前方部引き寄せ部材と、を備え、前記車輪前方部引き寄せ部材は変形容易部が形成されていて、前記変形容易部は、車体上部から見た車体幅方向で、フロントサイドフレームの車体幅方向外方の位置以上外方で、タイロッド取付け部までの位置以内にあり、前記変形容易部が変形することにより前記前輪は後方が前記車体幅方向外方に変位するように構成されていることを特徴とする。
さらに、スモールオーバーラップ衝突において、衝突対象物がフロントサイドフレームの車体幅方向内方で衝突した場合に限らず、衝突対象物がフロントサイドフレームの車体幅方向外方で衝突した場合にも、車輪がキャビンに押し込まれるのを抑制することができる。
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。
なお、キングピン軸線よりも前方位置とは、車輪をキングピン軸線に沿う方向から見たときに、キングピン軸線よりも車両進行方向前方に見える位置をいう。
また、タイロッドが前輪(回転軸)よりも前方に配置されている場合に、タイロッドよりもさらに前方に位置させる必要がある場合にも適用可能である。
また、タイロッドを車輪前方部引き寄せ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)よりも後方に配置される場合には、タイロッドよりも大きな強度を持たせ又はタイロッドが破断されるように構成することが好適である。
また、タイロッドが前輪(回転軸)よりも前方に位置される車両に適用する場合には、車輪前方部方向制御ロッド45が屈曲した場合に、タイロッド44が座屈するように構成することが好適である。
その結果、車輪の前側が車体幅方向内方に変位して車輪の後方部が車体幅方向外方を向くので、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、車輪の前側が車体幅方向内方に変位して車輪の後方部が車体幅方向外方を向くので、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、車輪の前側が車体幅方向内方に変位して車輪の後方部が車体幅方向外方を向くので、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、車輪の前側が車体幅方向内方に変位して車輪の後方部が車体幅方向外方を向くので、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。
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の実施形態に係る部分軟化部が形成されたタイロッドの一例を示す概略構成図である。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。
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。
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、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。
なお、部分軟化部151を形成する際には、周知の熱処理方法を適用することができる。
また、タイロッド15の断面形状については、円形に限らず、矩形や楕円形等種々の形状を適用することが可能である。
図3A〜図3Dは、第1の実施形態に係る車輪連結構造1におけるフロントサイドフレームFFとタイロッド15に設けられた部分軟化部151の相対位置関係に関する第1〜第4の例を示す図である。
部分軟化部151Aが、フロントサイドフレームFFの車体幅方向外方の位置からタイロッド取付部112までの範囲に設定されているので、タイロッドと周辺部材との干渉が発生しにくくなり、他の部材の影響を受けることなくタイロッドを折れやすくすることができる。
部分軟化部151Bが、フロントサイドフレームFFの車体幅方向内方の位置からタイロッド取付部112までの範囲に設定されているので、タイロッドと周辺部材との干渉が発生しにくくなり、他の部材の影響を受けることなくタイロッドを折れやすくすることができる。
部分軟化部151Cが、フロントサイドフレームFFの車体幅方向外方の位置からタイロッド取付部112に到達する途中位置の範囲で形成されているので、タイロッドと周辺部材との干渉が発生しにくくなり、他の部材の影響を受けることなくタイロッドを折れやすくすることができる。
部分軟化部151Cが、フロントサイドフレームFFの車体幅方向内方の位置からタイロッド取付部112に到達する途中位置の範囲で形成されているので、タイロッドと周辺部材との干渉が発生しにくくなり、他の部材の影響を受けることなくタイロッドを折れやすくすることができる。
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。
そして、車輪WHに矢印R方向のモーメントが発生して、車輪WHの車両進行方向F前方側が車体幅方向内方に回動されて、車輪WHの後方部が車体幅方向外方を向く。
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。
以下、図5Aを参照して、本発明の第2の実施形態に係るタイロッド(車輪前方部引き寄せ部材)について説明する。図5Aにおいて、符号16は、タイロッドを示している。
変形容易部161は、断面積及び断面係数が小さいことから、周囲よりも容易に屈曲される。
以下、図5Bを参照して、本発明の第3の実施形態に係るタイロッド(車輪前方部引き寄せ部材)について説明する。図5Bにおいて、符号17は、タイロッドを示している。
変形容易部171は、所定長さにわたって断面積及び断面係数が小さく設定されているので、周囲よりも容易に屈曲される。
以下、図5Cを参照して、本発明の第4の実施形態に係るタイロッド(車輪前方部引き寄せ部材)について説明する。図5Cにおいて、符号18は、タイロッドを示している。
タイロッド構成部材18Aと中間構成部材18Cは、互いに対向する側に、逆向きの雄ネジが形成されている。
以下、図5Dを参照して、本発明の第5の実施形態に係るタイロッド(車輪前方部引き寄せ部材)について説明する。図5Dにおいて、符号55は、タイロッドを示している。
以下、図5Eを参照して、本発明の第6の実施形態に係るタイロッド(車輪前方部引き寄せ部材)について説明する。図5Eにおいて、符号65は、タイロッドを示している。
TWB(テーラードブランク工法)は、異なる金属材料や板厚の異なる金属材料を配置して、レーザ溶接等により接合し、その後成形する工法である。
以下、図5Fを参照して、本発明の第7の実施形態に係るタイロッド(車輪前方部引き寄せ部材)について説明する。図5Fにおいて、符号75は、タイロッドを示している。
以下、図5Gを参照して、本発明の第8の実施形態に係るタイロッド(車輪前方部引き寄せ部材)について説明する。図5Gにおいて、符号85は、タイロッドを示している。
タイロッド18によれば、断面係数を小さくした変形容易部851が形成されて、変形容易部851が容易に屈曲される。
以下、図6、図7を参照して、本発明の第9の実施形態に係る車輪連結構造について説明する。
図6は、本発明の第9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6において、符号2は車輪連結構造を、符号25はタイロッドを示している。
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。
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。
変形容易部251には、例えば、第1〜第8の実施形態に示すような構成を適用することが可能である。
図7は、第9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2の状態の一例を示す概念図である。
また、衝突対象物が変形容易部251に直接衝突した場合にも、変形容易部251が屈曲されて車輪WHの後方部が車体幅方向外方を向くので、フロントサイドフレームFFの幅方向外方におけるスモールオーバーラップ衝突に有効である。
以下、図8、図9を参照して、本発明の第10の実施形態に係る車輪連結構造について説明する。
図8は、本発明の第10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。
図8において、符号3は車輪連結構造を、符号35は車輪前方部方向制御ロッド(車輪前方部引き寄せ部材)を示している。
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。
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、制御ロッド取付部312を介して車輪前方部方向制御ロッド35に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。
なお、この実施形態では、タイロッド34に変形容易部を形成することは必要とされない。
また、車輪前方部方向制御ロッド35は、直線状に伸びる中実の鋼材によって構成され、車体幅方向内方に位置されるストッパ(係止部)35Pを備え、網かけで示す範囲には、他の部位よりも容易に変形する変形容易部351が形成されている。
変形容易部351には、例えば、第1〜第8の実施形態に示すような構成を適用することが可能である。
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。
図9は、第10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、スモールオーバーラップ衝突が生じると、図9に示すように、例えば、フロントサイドフレームFFの外側端部が破壊されて車輪前方部方向制御ロッド35の変形容易部351に屈曲が生じる。
また、衝突対象物がフロントサイドフレームFFを外れて、変形容易部351に直接衝突した場合にも、変形容易部351が屈曲されて車輪WHの後方部が車体幅方向外方を向くので、フロントサイドフレームFFの幅方向外方におけるスモールオーバーラップ衝突に有効である。
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。
以下、図10、図11を参照して、本発明の第11の実施形態に係る車輪連結構造について説明する。
図10は、本発明の第11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10において、符号4は車輪連結構造を、符号45は車輪前方部方向制御ロッド(車輪前方部引き寄せ部材)を示している。
また、ナックル41は、制御ロッド取付部412を介して車輪前方部方向制御ロッド45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。
なお、この実施形態では、タイロッド44に変形容易部を形成することは必要とされない。
また、車輪前方部方向制御ロッド45は、直線状に伸びる中実の鋼材によって構成され、車体幅方向内方に位置されるストッパ(係止部)45Pを備え、網かけで示す範囲には、他の部位よりも容易に変形する変形容易部451が形成されている。
変形容易部451には、例えば、第1〜第8の実施形態に示すような構成を適用することが可能である。
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。
図11は、第11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、スモールオーバーラップ衝突が生じると、図11に示すように、例えば、フロントサイドフレームFFの外側端部が破壊されて車輪前方部方向制御ロッド45の変形容易部451に屈曲が生じる。
また、衝突対象物が衝突対象物がフロントサイドフレームFFを外れて、変形容易部451に直接衝突した場合にも、変形容易部451が屈曲され屈曲されて車輪WHの後方部が車体幅方向外方を向くので、フロントサイドフレームFFの幅方向外方におけるスモールオーバーラップ衝突に有効である。
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。
変形容易部を形成するための工法については、上記の工法に限定される周知の工法を適用することができる。
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 車輪前方部方向制御ロッド(車輪前方部引き寄せ部材)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、16、17、18、25、55、65、75、85 タイロッド(車輪前方部引き寄せ部材)
151、151A、151B、151C、151D 部分軟化部(変形容易部)
161、171 変形容易部(切欠き)
181 中空部材(部分中空構造部、変形容易部)
251、351、451 変形容易部
312、412 制御ロッド取付部
34、44 タイロッド
35P,45P ストッパ(係止部)
35S、45S 制御ロッド支持スリーブ(引き寄せ部材支持部)
35、45 車輪前方部方向制御ロッド(車輪前方部引き寄せ部材)
511 薄肉部(変形容易部)
651、751、851 変形容易部
Claims (8)
- 前輪を車体に支持する車輪連結構造であって、
前記前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前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前方位置にて前記車輪支持部材と連結されるとともに前記車体の幅方向に延在する車輪前方部引き寄せ部材と、
を備え、
前記車輪前方部引き寄せ部材は変形容易部が形成されていて、前記変形容易部は、車体上部から見た車体幅方向で、フロントサイドフレームの車体幅方向外方の位置以上外方で、タイロッド取付け部までの位置以内にあり、前記変形容易部が変形することにより前記前輪は後方が前記車体幅方向外方に変位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、
前記車輪前方部引き寄せ部材は、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、
前記車輪前方部引き寄せ部材は、前記車両進行方向に対する前記前輪の向きに応じて、所定範囲内で前記車体幅方向に進退可能とされた車輪前方部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であって、
前記変形容易部は、
硬さを周囲よりも部分的に低く設定した部分軟化部により構成されていることを特徴とする車輪連結構造。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の車輪連結構造であって、
前記変形容易部は、
長さ方向の一部が部分的に中空とされた部分中空構造部により構成されていることを特徴とする車輪連結構造。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の車輪連結構造であって、
前記変形容易部は、
長さ方向の一部が部分的に薄肉とされた薄肉構造部により構成されていることを特徴とする車輪連結構造。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の車輪連結構造であって、
前記変形容易部は、
長さ方向の一部が部分的に断面積を小さく設定した切欠き形状部により構成されていることを特徴とする車輪連結構造。 - 請求項1〜7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。
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