JP2006103370A - 車両の車体フレーム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の車体フレーム構造を改良することで、車両の軽量化、コスト低減を図ることにある。
【解決手段】 車輪を少なくとも四輪備えた車両１０の車体フレーム１１をフロントフレーム１２、センタフレーム１３及びリヤフレーム１４に分割し、これらのフロントフレーム１２、センタフレーム１３及びリヤフレーム１４をそれぞれ組み立てた状態にして連結する車両１０の車体フレーム構造において、フロントフレーム１２に、前輪１６を懸架するとともに、この前輪１６を操舵する操舵部材としてのステアリングシャフト１７、ハンドル１８を備え、センタフレーム１３に、エンジン２２を搭載するとともに、乗員が足を載せる床部３２を備え、リヤフレーム１４で、後輪２７を懸架する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の車体フレーム構造の改良に関するものである。

従来の車両の車体フレーム構造として、車体フレームを前後に３分割したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１−１６８５８４号公報

特許文献１を以下に説明する。なお、符号については同公報に記載されているものを使用した。
車体フレーム１００は、同公報の第１図及び第２図に示される通り、フロントフレーム２０、メインフレーム１０及びシートレール３０に分割される。

例えば、乗員が足を乗せる床部を、センタに設けられたメインフレーム１０におけるロワチューブ１２の下部に設ける場合、床部には最大で乗員数分の重量が作用するため、補強が必要になる場合があり、車両重量の増加、コストの増加を招くことがある。

しかしながら、従来のものは、メインフレーム１０にてスイングアーム７をも支持しているものであり、メインフレーム１０だけに荷重が集中し、メインフレーム１０が過大に重量増、コストの増加につながってしまう可能性があった。

本発明の目的は、車両の車体フレーム構造を改良することで、車両の軽量化、コスト低減を図ることにある。

請求項１に係る発明は、車輪を少なくとも四輪備えた車両の車体フレームをフロントフレーム、センタフレーム及びリヤフレームに分割し、これらのフロントフレーム、センタフレーム及びリヤフレームをそれぞれ組み立てた状態にして連結する車両の車体フレーム構造において、フロントフレームに、前輪を懸架するとともに、この前輪を操舵する操舵部材を備え、センタフレームに、エンジンを搭載するとともに、乗員が足を載せる床部を備え、リヤフレームで、後輪を懸架することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、上記の構成において、好ましくは、リヤフレームを、センタフレームに着脱自在に取付け、フロントフレームとセンタフレームとを、溶接接合したことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、上記の構成において、好ましくは、センタフレームに乗員が着座するシートを支持するシート支持部を備え、床部をシート支持部の前方に設けたことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、センタフレームに、エンジンを搭載するとともに床部を備えるので、重量のあるエンジンを搭載するために剛性を高くしたセンタフレームに床部を設けるため、床部を設けるための特別な補強材の必要がない。更に、後輪をリヤフレームにて懸架しているので、センタフレームが過大に重量増になることもないので、車両の軽量化、コスト低減を図ることができる。

請求項２に係る発明では、リヤフレームをセンタフレームに着脱自在に取付けたので、リヤフレームの修理、交換等のメンテナンス性を向上させることができる。また、後輪の懸架方式を変えたり、リヤフレームを仕様の異なるもの、例えば、後輪をクローラー式のタイプなどに容易に変更することができ、車両の使い勝手を向上させることができる。

請求項３に係る発明では、センタフレームに乗員が着座するシートを支持するシート支持部を備え、床部をシート支持部の前方に設けたので、剛性の高いセンタフレームでシートに着座した乗員をも支持することができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る車体フレーム構造構造を採用した車両の側面図であり、車両１０は、車体フレーム１１をフロントフレーム１２、センタフレーム１３及びリヤフレーム１４から構成し、フロントフレーム１２に左右の前輪１６を懸架する前輪用サスペンション（不図示）を取付けるとともに前輪１６を操舵する操舵部材（ステアリングシャフト１７、このステアリングシャフト１７の上端に取付けたハンドル１８等）を備え、センタフレーム１３にパワーユニット２１（エンジン２２及びこのエンジン２２に一体的に取付けた変速機２３からなる。）、燃料タンク２４、左右のシート２５，２６（手前側の符号２５のみ示す。）を取付け、リヤフレーム１４に左右の後輪２７を懸架する後輪用サスペンション（不図示）を取付けるとともに傾斜可能とした荷台２８を取付けた不整地走行車両である。

センタフレーム１３は、乗員が乗降する際に足を掛ける左右一対のステップ３１，３１（手前側の符号３１のみ示す。）と、このステップ３１よりも一段高くした床部３２とを備え、この床部３２に、シート２５，２６に着座した乗員が足を載せる。なお、３６はフロントフレーム１２とセンタフレーム１３とに取付けたロールバーである。

図２は本発明に係る車両の平面図であり、車両１０のセンタフレーム１３にシートフレーム４１を取付け、このシートフレーム４１でシート２５，２６を支持し、これらのシート２４，２５の下方であって車両前後方向に延ばした左右一対のロアサイドフレーム４２，４２の間にパワーユニット２１を配置し、このパワーユニット２１の前方で且つシート２５，２６の下方に車幅方向に延びるように燃料タンク２４を配置したことを示す。

図３は本発明に係る車体フレーム及びステップフレームを示す斜視図である。
車体フレーム１１のフロントフレーム１２は、ロアサイドフレーム４２，４２の前端に取付けたフロント第１クロスメンバ５１と、このフロント第１クロスメンバ５１から前方に延ばした左右一対のフロントロアサイドフレーム５２，５２と、これらのフロントロアサイドフレーム５２，５２から立ち上げた左右一対の断面コ字状のフロント第１起立フレーム５３，５３及び左右一対のかぎ針形状としたフロント第２起立フレーム５４，５４と、これらのフロント第１起立フレーム５３及びフロント第２起立フレーム５４のそれぞれの先端に連結した左右一対のフロント中間フレーム５６，５６と、左右のフロント第１起立フレーム５３，５３に渡して取付けたフロント第２クロスメンバ５７と、左右のフロント第２起立フレーム５４，５４間に渡して取付けたフロント第３クロスメンバ５８及びフロント第４クロスメンバ５９と、左右のフロント中間フレーム５６，５６間に渡して取付けたフロント第５クロスメンバ６２と、これらのフロント第３クロスメンバ５８及びフロント第５クロスメンバ６２のそれぞれの間に渡して取付けた連結フレーム６３，６３とからなる。

フロントロアサイドフレーム５２は、フロントロアブラケット６６を取付けた部材であり、このフロントロアブラケット６６と前述のフロント第１起立フレーム５３の下部とで前輪用サスペンションを構成するロアアーム６８，６８を支持する。

また、フロント中間フレーム５６は、フロントアッパブラケット６７を取付けた部材であり、このフロントアッパブラケット６７と前述のフロント第１起立フレーム５３の上部とで、前輪用サスペンションを構成するアッパアーム６９，６９を支持する。

センタフレーム１３は、左右一対のロアサイドフレーム４２，４２と、これらのロアサイドフレーム４２，４２のそれぞれの後部から立ち上げた左右一対のセンタ起立フレーム７１，７１と、これらのロアサイドフレーム４２及びセンタ起立フレーム７１のそれぞれに渡して取付けた左右一対の屈曲フレーム７２，７２と、屈曲フレーム７２及びフロント第２起立フレーム５４のそれぞれに渡して取付けた左右一対のサブフレーム７３，７３と、これらのサブフレーム７３，７３の後部から立ち上げたシート支持ポスト７４，７４と、これらのシート支持ポスト７４，７４の上端に取付けたシート支持バー７６と、左右のサブフレーム７３，７３に渡して取付けたセンタ第１クロスメンバ７７と、左右のロアサイドフレーム４２，４２に渡して取付けたセンタ第２クロスメンバ７８と、左右のセンタ起立フレーム７１，７１に渡して取付けたセンタ第３クロスメンバ８１と、センタ起立フレーム７１，７１のそれぞれの後部に取付けた左右一対の連結フレーム８２，８２と、リヤフレーム１４にセンタフレーム１３を着脱可能に連結するために連結フレーム８２に取付けた左右一対の連結ブラケット８３，８３と、これらの連結ブラケット８３，８３に渡して取付けたセンタ第４クロスメンバ８４，８４とからなる。
シート支持バー７６は、左右の屈曲フレーム７２，７２と共に、図２に示したシートフレーム４１を介してシート２５，２６を支持する部材である。

ロアサイドフレーム４２，４２及びサブフレーム７３，７３は、ステップ３１（図１参照）及び床部３２（図１参照）を支持する左右一対のステップフレーム９０，９０を取付けた部材である。

ステップフレーム９０は、ロアサイドフレーム４２から車両側方へ延ばしたロア第１サイドフレーム９１、ロア第２サイドフレーム９２及びロア第３サイドフレーム９３と、これらのロア第１サイドフレーム９１、ロア第２サイドフレーム９２、ロア第３サイドフレーム９３のそれぞれの先端に取付けたコ字状のサイドコ字フレーム９４と、ロア第３サイドフレーム９３の中間部から立ちあげたサイド起立フレーム９６と、サブフレーム７３から車両側方へ延ばしそして車両後方へ延ばすとともに先端をサイド起立フレーム９６に連結したＬ字状のアッパサイドＬ字フレーム９７と、サブフレーム７３から車両側方へ延ばすとともに先端をアッパサイドＬ字フレーム９７に連結したアッパサイドフレーム９８と、ロア第１サイドフレーム９１及びアッパサイドＬ字フレーム９７のそれぞれに渡して取付けた第１支柱１０１，１０１と、ロア第２サイドフレーム９２及びアッパサイドフレーム９８のそれぞれに渡して取付けた第２支柱１０２，１０２とからなる。

ロア第１サイドフレーム９１、ロア第２サイドフレーム９２、ロア第３サイドフレーム９３及びサイドコ字フレーム９４は、前述のステップ３１を載せるステップ支持フレーム１０３を構成する部材である。
サブフレーム７３，７３、アッパサイドＬ字フレーム９７，９７、アッパサイドフレーム９８，９８は前述の床部３２を載せる床部支持フレーム１０４を構成する部材である。

リヤフレーム１４は、連結フレーム８２，８２に連結ブラケット８３，８３を介して取付けた左右一対のリヤアッパフレーム１１１，１１１及び左右一対のリヤロアフレーム１１２，１１２と、リヤアッパフレーム１１１及びリヤロアフレーム１１２のそれぞれに傾斜させて取付けた左右一対のリヤ傾斜フレーム１１３，１１３と、リヤアッパフレーム１１１及びリヤロアフレーム１１２のそれぞれの後端部に渡して取付けた左右一対のリヤ起立フレーム１１４，１１４と、左右のリヤ傾斜フレーム１１３，１１３に渡して取付けたリヤ中間第１クロスメンバ１１５と、これらのリヤ傾斜フレーム１１３及びリヤ起立フレーム１１４に渡して取付けた左右一対のリヤ中間フレーム１１６，１１６と、左右のリヤアッパフレーム１１１，１１１に渡して取付けたリヤアッパクロスメンバ１１７と、左右のリヤロアフレーム１１２，１１２に渡して取付けたリヤロア第１クロスメンバ１１８及びリヤロア第２クロスメンバ１２１と、左右のリヤ起立フレーム１１４，１１４に渡して取付けたリヤ中間第２クロスメンバ１２２とからなる。

リヤロアフレーム１１２は、リヤロアブラケット１２６，１２７を取付けた部材であり、これらのリヤロアブラケット１２６，１２７で後輪用サスペンションを構成するロアアーム１２４，１２４を支持する。

リヤ中間フレーム１１６は、リヤアッパブラケット１３１，１３２を取付けた部材であり、これらのリヤアッパブラケット１３１，１３２で後輪用サスペンションを構成するアッパアーム１２５，１２５を支持する。

図４は本発明に係る車体フレームの要部を示す平面図であり、左右のステップ３１，３１及び床部３２を斜線を施して示す。
ステップ３１は、車幅方向ではアッパサイドＬ字フレーム９７よりも外側でサイドコ字フレーム９４までの範囲で、車両前後方向ではサイドコ字フレーム９４の前後長の範囲の部分であり、ステップ３１の後端３１ａはシート２５，２６よりも後方に位置する。

床部３２は、車幅方向では左右のアッパサイドＬ字フレーム９７を含め、これらの内側の範囲であり、車両前後方向では燃料タンク２４よりも車両前方で、フロントフレーム１２（図１参照）のフロント第２起立フレーム５４（図１参照）より車両後方に位置する図示せぬダッシュボードとの境界を前端とする範囲の部分である。燃料タンク２４が中央で車両前方へ膨出しているために、床部３２の後縁３２ａは、前方に突出しているが、シート２５，２６間なので、特に乗員の足元が狭くなる心配はない。

図５は本発明に係るステップ及び床部を示す斜視図であり、センタフレーム１３及びステップフレーム９０にステップ３１及び床部３２を設けたことを示す。
このように、ステップ３１と、このステップ３１よりも一段高い床部３２とを設けたことで、床部３２に直接に上がるよりも、ステップ３１に足を掛けて床部３２に上がった方が、乗降はより楽になる。

更に、高い床部３２によって、床部３２の下方で且つロアサイドフレーム４２よりも上方（即ち、サブフレーム７３とロアサイドフレーム４２との間にほぼ相当する。）に、ハーネス、補機類、小物、ツール等を収納可能な空間１３５を形成することができる。

図６は本発明に係る車体フレームを分割した状態を示す側面図であり、車体フレーム１１のフロントフレーム１２とセンタフレーム１３とは、フロント第１クロスメンバ５１とロアサイドフレーム４２の先端との接合箇所、及びフロント第２起立フレーム５４とサブフレーム７３の先端との接合箇所で分割でき、センタフレーム１３とリヤフレーム１４とは、連結フレーム８２とリヤアッパフレーム１１１、リヤロアフレーム１１２との連結箇所で分割できる。

このように、車体フレーム１１を、フロントフレーム１２、センタフレーム１３、リヤフレーム１４に分割する分割構造としておけば、それぞれのフレーム１２，１３，１４は小型・軽量になり、運搬、保管がし易く、また、予め、各フレーム１２，１３，１４を組み立てておき、フロントフレーム１２とセンタフレーム１３とを接合し、センタフレーム１３とリヤフレーム１４とをボルト及びナットで連結すれば、車体フレーム１１の全体の組立が容易になり、生産性を向上させることができる。

図７は本発明に係るセンタフレームとリヤフレームとの連結部を示す第１斜視図であり、連結ブラケット８３をインナブラケット１４１とアウタブラケット１４２とから構成し、連結フレーム８２とリヤアッパフレーム１１１、リヤロアフレーム１１２とをこれらのインナブラケット１４１とアウタブラケット１４２とで挟み込み、図示せぬボルト及びナットで連結フレーム８２とインナブラケット１４１、アウタブラケット１４２とを締結し、図示せぬボルト及びナットでインナブラケット１４１、アウタブラケット１４２とリヤアッパフレーム１１１、リヤロアフレーム１１２とを締結したことを示す。なお、１４５はリヤアッパフレーム１１１の後部側面に取付けたリヤブラケットであり、このリヤブラケット１４５で後輪用サスペンションを構成するリヤクッションユニットの上端を支持する。（図３ではリヤブラケット１４５は省略した。）

図８は本発明に係るセンタフレームとリヤフレームとの連結部を示す第２斜視図であり、センタフレーム１３からリヤフレーム１４（図７参照）を取外し、アウタブラケット１４２（図７参照）も取外した状態を示す。インナブラケット１４１は、板材をプレス成形した部材であり、アウタブラケット１４２も同様である。連結フレーム８２は、センタ起立フレーム７１の後部に取付けた矩形断面の中空部材である。

以上に述べたセンタフレーム１３とリヤフレーム１４との連結要領を次に説明する。
図９（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るセンタフレームとリヤフレームとの連結要領を示す作用図である。
（ａ）において、連結フレーム８２にボルト挿通穴１５１を開けておき、左右の連結フレーム８２，８２の内側にセンタ第４クロスメンバ８４で連結した左右のインナブラケット１４１，１４１を矢印で示すように挿入し、連結フレーム８２，８２の外側面にそれぞれアウタブラケット１４２を矢印で示すように当てる。

（ｂ）において、車両側方からボルト１５２をアウタブラケット１４２に開けたボルト挿通穴、連結フレーム８２のボルト挿通穴１５１、インナブラケット１４１に開けたボルト挿通穴に順に通し、ボルト１５２の先端にナット１５３をねじ込む。

（ｃ）において、ボルト挿通穴１５５を開けておいたリヤアッパフレーム１１１（及びリヤロアフレーム１１２）をインナブラケット１４１とアウタブラケット１４２との間に挿入し、車両側方からボルト１５６をアウタブラケット１４２に開けたボルト挿通穴、リヤアッパフレーム１１１（及びリヤロアフレーム１１２）のボルト挿通穴１５５、インナブラケット１４１に開けたボルト挿通穴に順に通し、ボルト１５６の先端にナット１５７をねじ込む。これで、センタフレーム１３へのリヤフレーム１４の連結が完了する。

図１０は本発明に係る車両のロールバーを示す斜視図であり、ロールバー３６は、センタフレーム１３（図３参照）の後部から立ち上げるリヤパイプ１６１と、フロントフレーム１２（図３参照）から上方斜め後方に立ち上げるフロントパイプ１６２と、これらのリヤパイプ１６１及びフロントパイプ１６２に渡すコ字状のトップパイプ１６３とからなる。

リヤパイプ１６１は、センタ起立フレーム７１，７１（図３参照）に取付けるロアパイプ１６５と、このロアパイプ１６５の上端に取付けるアッパパイプ１６６とからなる。
ロアパイプ１６５は左右に設けたＬ字状パイプ１６７，１６８と、これらのＬ字状パイプ１６７，１６８に渡して取付けたＶ字状パイプ１７１とからり、センタ起立フレーム７１，７１に取付ける取付部１６５ａ，１６５ｂと、アッパパイプ１６６に取付ける取付部１６５ｃ，１６５ｄとを備える。

アッパパイプ１６６は、コ字状パイプ１７３と、このコ字状パイプ１７３の左右に渡して取付けたＶ字状パイプ１７４とからなり、ロアパイプ１６５の取付部１６５ｃ，１６５ｄに取付ける取付部１６６ａ，１６６ｂと、トップパイプ１６３に取付ける取付部１６６ｃ，１６６ｄとを備える。

フロントパイプ１６２は、直線状の左パイプ１７６及び右パイプ１７７からなり、左パイプ１７６は、フロント第２起立フレーム５４（図３参照）に取付ける取付部１６２ａと、トップパイプ１６３に取付ける取付部１６２ｂとを備え、右パイプ１７７は、フロント第２起立フレーム５４に取付ける取付部１６２ｃと、トップパイプ１６３に取付ける取付部１６２ｄとを備える。

トップパイプ１６３は、コ字の各端部に、アッパイプ１６６の取付部１６６ｃ，１６６ｄに取付ける取付部１６３ａ，１６３ｂを備え、コ字の各角部に、フロントパイプ１６２の取付部１６２ｂ，１６２ｄに取付ける取付部１６３ｃ，１６３ｄを備える。
以上に示した各取付部同士は、ボルト及びナットで締結する。

以上の図１、図４及び図５で説明したように、本発明は第１に、車輪（前輪１６、後輪２７）を少なくとも四輪備えた車両１０の車体フレーム１１をフロントフレーム１２、センタフレーム１３及びリヤフレーム１４に分割し、これらのフロントフレーム１２、センタフレーム１３及びリヤフレーム１４をそれぞれ組み立てた状態にして連結する車両１０の車体フレーム構造において、フロントフレーム１２に、前輪１６を懸架するとともに、この前輪１６を操舵する操舵部材としてのステアリングシャフト１７、ハンドル１８を備え、センタフレーム１３に、エンジン２２を搭載するとともに、乗員が足を載せる床部３２を備え、リヤフレーム１４で、後輪２７を懸架することを特徴とする。

センタフレーム１３に、エンジン２２を搭載するとともに床部３２を備えるので、重量のあるエンジン２２を搭載するために剛性を高くしたセンタフレーム１３に床部３２を設けるため、床部３２を設けるための特別な補強材が必要なく、車両１０の軽量化、コスト低減を図ることができる。

また、フロントフレーム１２、センタフレーム１３及びリヤフレーム１４のそれぞれが小さくなり、運搬や保管等を容易に行うことができる。更に、フロントフレーム１２、センタフレーム１３及びリヤフレーム１４のそれぞれに必要な部品を組み付けてから、３つのフレーム１２，１３，１４を連結することが可能になり、組付性を向上させることができる。

本発明は第２に、図６及び図７で説明したように、上記の構成において、好ましくは、リヤフレーム１４を、センタフレーム１３に着脱自在に取付け、ロントフレーム１２とセンタフレーム１３とを、溶接接合したことを特徴とする。

リヤフレーム１４をセンタフレーム１３に着脱自在に取付けたので、リヤフレーム１４の修理、交換等のメンテナンス性を向上させることができる。また、リヤフレーム１４を仕様の異なるものに容易に変更することができ、車両１０（図１参照）の使い勝手を向上させることができる。

本発明は第３に、図１及び図２に示したように、上記の構成において、好ましくは、センタフレーム１３に乗員が着座するシート２５，２６を支持するシート支持部としてのシートフレーム４１を備え、床部３２をシートフレーム４１の前方に設けたことを特徴とする。

センタフレーム１３にシートフレーム４１を備え、床部３２をシートフレーム４１の前方に設けたので、剛性の高いセンタフレーム１３でシート２５，２６に着座した乗員をも支持することができる。

本発明の車体フレーム構造は、四輪車に好適である。

本発明に係る車体フレーム構造を採用した車両の側面図である。 本発明に係る車両の平面図である。 本発明に係る車体フレーム及びステップフレームを示す斜視図である。 本発明に係る車体フレームの要部を示す平面図である。 本発明に係るステップ及び床部を示す斜視図である。 本発明に係る車体フレームを分割した状態を示す側面図である。 本発明に係るセンタフレームとリヤフレームとの連結部を示す第１斜視図である。 本発明に係るセンタフレームとリヤフレームとの連結部を示す第２斜視図である。 本発明に係るセンタフレームとリヤフレームとの連結要領を示す作用図である。 本発明に係る車両のロールバーを示す斜視図である。

符号の説明

１０…車両、１１…車体フレーム、１２…フロントフレーム、１３…センタフレーム、１４…リヤフレーム、１６，２７…車輪（前輪、後輪）、１７，１８…操舵部材（ステアリングシャフト、ハンドル）、２２…エンジン、２５，２６…シート、３２…床部、４１…シート支持部（シートフレーム）。

Claims (3)

1. 車輪を少なくとも四輪備えた車両の車体フレームをフロントフレーム、センタフレーム及びリヤフレームに分割し、これらのフロントフレーム、センタフレーム及びリヤフレームをそれぞれ組み立てた状態にして連結する車両の車体フレーム構造において、
   前記フロントフレームは、前輪を懸架するとともに、この前輪を操舵する操舵部材を備え、
   前記センタフレームは、エンジンを搭載するとともに、乗員が足を載せる床部を備え、
   前記リヤフレームは、後輪を懸架することを特徴とする車両の車体フレーム構造。
2. 前記リヤフレームは、前記センタフレームに着脱自在に取付けられ、前記フロントフレームとセンタフレームとは、溶接接合されることを特徴とする請求項１記載の車両の車体フレーム構造。
3. 前記センタフレームは、乗員が着座するシートを支持するシート支持部を備え、前記床部は、シート支持部の前方に設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両の車体フレーム構造。

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