JP3809546B2

JP3809546B2 - 車両用フレーム構造

Info

Publication number: JP3809546B2
Application number: JP28409297A
Authority: JP
Inventors: 孝之大場; 裕太須々木
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 1997-10-16
Filing date: 1997-10-16
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2017-10-16
Also published as: JPH11115797A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用フレーム構造に関し、特に、フロアを低く設定した低床車両に用いて好適の、車両用フレーム構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、道路整備が進んで路面の凹凸が減少し道路状態が改善されたことにともない、バスやトラック等の車両では、利便性の向上を目的とする低床車両のニーズが高まっている。なお、低床車両とは、図４に示すように、客室や荷室のフロア（床面）１１０を一般的な車両よりも低く設定した車両であり、このようにフロア１１０を低床化することにより乗降性が向上するとともに、荷物の積み降ろしも容易なものとなるのである。また、特にバス等の車両では、スロープ等を使用することにより体の不自由な人でも車椅子のまま乗り降りができるようになり、車室内での移動も容易となるのである。なお、図４において、１０３は車輪（タイヤ又はホイール）、１１１はタイヤハウス、１１５は車体である。
【０００３】
一方、従来のエンジンに代えて電気モータを駆動力源とするような電気自動車の開発が実用化に向けて進められている。このようなモータを駆動力源とする電気自動車では、ホイール１０３内にモータ本体を収納して出力軸をホイール１０３に接続するようにしたホイールインモータ１０４（図６参照）が開発されている。そして、このようなホイールインモータ１０４を用いることにより、従来は床下に配設されていたプロペラシャフトやドライブシャフトが不要となり、さらなる低床化を図ることができるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図５に示すように、通常のバスやトラック等の車両には、車長方向の左右それぞれにサイドメンバ１０１が配設されている（図５では、左側のサイドメンバのみを示す）。ここで、エンジンを駆動力源として用いた車両では、ホイール１０３の中心にドライブシャフトが接続されるため、サイドメンバ１０１は、ドライブシャフトとの干渉（実際にはドライブシャフトを収納したアクスルハウジングとの干渉）を避けるべく、ホイール１０３の近傍で車軸（アクスル）１０５を跨ぐように上方に屈曲するように形成されている。
【０００５】
しかしながら、このようにサイドメンバ１０１を上方に屈曲させると、この部分がタイヤハウス１１１（図４参照）として車室内に突出してしまい、車室内を大幅に狭めてしまうことになる。つまり、タイヤハウス１１１により、主に車室内の幅方向の寸法が小さくなり、車両の使い勝手が悪化してしまうのである。
特に、車椅子の使用を考慮してフロア１１０を低床化した車両では、このようなタイヤハウス１１１により車室内を車椅子で移動することが困難なものとなってしまい、せっかくフロア１１０を低床化しても、その利点を十分に生かすことができないという課題がある。
【０００６】
なお、タイヤハウス１１１の幅方向への突出量を抑制するためには、サイドメンバ１０１をさらに車両外側に配設するか、サイドメンバ１０１の幅を低減することが考えられる。
しかしながら、サイドメンバ１０１とホイール１０３近傍におけるブレーキホース等の可動部品との間には十分なクリアランスを確保する必要があり、サイドメンバ１０１の車幅方向位置は、サスペンションが作動したときのブレーキホース等との干渉を考慮して設定されているため、車体幅を変更することなくサイドメンバ１０１を車両外側にずらして配設するのは困難である。
【０００７】
また、サイドメンバ１０１の幅を低減すると、車両の剛性、特に捩じり剛性が低下してしまうので、このようなサイドメンバ１０１の幅の変更は好ましいものではない。
ところで、ホイールインモータ１０４をそなえた電気自動車であっても、上述と略同様の課題が生じる。すなわち、図６に示すように、上述したような電気自動車では、ドライブシャフトが不要となるものの、左右のモータ１０４を保持するとともにサスペンション部品としても機能するアクスル１０５が必要となり、やはりこのアクスル１０５との干渉を避けるためにサイドメンバ１０１は上方に屈曲して形成されるのである。このため、車室内にタイヤハウス１１１が形成され、室内幅が狭められてしまうのである。
【０００８】
もちろん、このような電気自動車では、ドライブシャフトやプロペラシャフトが不要となる分だけ、エンジン付きの車両よりも低床化が期待できるが、低床化によって乗降性や使い勝手が向上するだけに、タイヤハウス１１１の突出量が大きいと、低床化の利点が十分に生かせなくなってしまうのである。
また、ホイールインモータ１０４をそなえた電気自動車では、ブレーキホースに加えて、図６に示すように、ハーネス１０４ａが必要となるため、このようなハーネス１０４ａとサイドメンバ１０１との干渉を考慮すると、やはりサイドメンバ１０１を車両外側にずらして配設するのは困難である。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、サイドメンバにより形成されるタイヤハウスの突出量を低減して、車室を拡大できるようにした、車両用フレーム構造車両用フレーム構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明の車両用フレーム構造では、車両の車長方向に延在するサイドメンバと、該サイドメンバよりも車両外側に配設された車輪と、該車輪内から該サイドメンバに沿って配索された索状物とをそなえた車両用フレーム構造において、略コ字状の断面形状を有するサイドメンバを車両の外側に開口するように配設し、少なくとも該車輪に対向する位置において該サイドメンバの開口内に該索状物を配索する。これにより、従来と同様の剛性を確保しながら、サイドメンバにより形成されるタイヤハウスの車室内への侵入を少なくすることができ、車室内特に室内幅が広がる。また、車輪内から配索された索状物が確実に保護される。
【００１１】
さらに、ホイールインモータを用いることで、車両の一層の低床化を図ることができる。また、ホイールインモータに接続されたハーネスをサイドメンバの開口内に配索することにより、ハーネスが保護される。
また、請求項２記載の本発明の車両用フレーム構造では、車両を、床面を通常よりも低く設定した低床車両とすることで、車室内への荷物積載性や使い勝手を向上させることができる。
また、請求項３記載の本発明の車両用フレーム構造では、車輪内から該サイドメンバに沿って配索された索状物としてのブレーキホースを確実に保護できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の一実施形態としての車両用フレーム構造について説明すると、図１はその要部構成を示す模式的な断面図であって図２におけるＡ−Ａ断面図、図２はその要部構成を示す模式的な側面図、図３はその要部構成を示す模式的な上面図である。
【００１３】
また、本実施形態では、床面を通常よりも低く設定した低床車両に本発明の車両用フレーム構造を適用する場合について説明する。
図１において、符号１は車両のサイドメンバ、２はタイヤ、３はホイールであって、タイヤ２とホイール３とを総称して車輪という。また、符号１０は車室内の床面（フロア）、１１はタイヤハウス、１５は車体である。
【００１４】
図１に示すように、ホイール３内には駆動力源としてのホイールインモータ４が収納されており、ホイール３は、このホイールインモータ４により直接駆動されるようになっている。すなわち、この車両は、モータ４の駆動力により走行する電気自動車として構成されている。
また、モータ４は車幅方向に配設されたアクスル５に支持されており、図１に示すように、１本のアクスル５上に左右輪のモータ４，４が取り付けられている。また、このアクスル５は、サスペンション部品としても機能するものであって、アクスル５に例えばアーム等を介してエアスプリングやシックアブソーバ（いすれも図示省略）が取り付けられるようになっている。なお、図１に示す符号１２は、アクスル５のバウンド位置を規制するためのバンパラバーである。
【００１５】
また、モータ４には、バッテリや発電機等の電力源からの電気エネルギをモータ４に送給するためのハーネス（索状物）４ａが接続されている。ここで、ハーネス４ａはタイヤ２及びホイール３の上下動にともなって移動するため、移動時に他の部材と干渉することがないように十分考慮して配索されている。なお、このようなハーネス４ａの配索については後述する。
【００１６】
一方、図２，図３に示すように、サイドメンバ１は車両の車長方向に沿って配設されており、また、図１に示すように、このサイドメンバ１は車両の左右両側にそれぞれ１本ずつ配設されている。また、車幅方向に配設された複数本のクロスメンバ７，８，９（図３参照）により左右のサイドメンバ１が接続されており、このような構成によりラダーフレーム（梯子型フレーム）が形成されている。なお、図２及び図３では、このようなサイドメンバ１のうち、車両左側に配設されたサイドメンバ１のみを示している。また、図示はしないが、これらのクロスメンバ７，８，９以外にも車両の前方及び後方には他のクロスメンバが配設されている。また、サイドメンバ１の断面形状は、従来のものと同様に略コ字形状に形成されている。
【００１７】
また、図２に示すように、サイドメンバ１は、タイヤ２及びホイール３の中心付近で上方に大きく屈曲して形成されている。これはアクスル５との干渉を避けるためであり、この分だけサイドメンバ１は上方に屈曲しているのである。
ところで、このようにサイドメンバ１が屈曲すると、この屈曲部によりタイヤハウス１１が形成され、車室内寸法（特に、車室内の幅寸法）を狭めてしまうことになる。
【００１８】
一方、ハーネス４ａのモータ４への接続部近傍は、サスペンション（アクスル５）の作動にともなって上下動するため、サイドメンバ１とハーネス４ａとの間に十分なクリアランスを確保して、サイドメンバ１とハーネス４ａとの干渉を回避する必要がある。このため、従来ではサイドメンバ１をさらに外側に配設するのは困難であった。
【００１９】
そこで、本発明の車両用フレーム構造では、以下のように構成することで、タイヤハウス１１の幅方向の突出量を低減して車室幅を広く確保するようにしている。すなわち、図１に示すように、本発明の車両用フレーム構造では、従来は車両内側に開口していたサイドメンバ１を車両外側に開口するように構成しているのである。
【００２０】
ここで、図１に示すように、サイドメンバ１の縦壁１ａは従来のサイドメンバと略同じ位置に設定されている。これに対して、サイドメンバ１の上下のフランジ部１ｂ，１ｃは車両外側方向に突出しており、このような構成により、サイドメンバ１を車両外側に開口させているのである。
なお、従来では、サイドメンバ１が車両内側に開口するように構成されているため、図１に仮想線で示すように、サイドメンバ１のフランジ部１ｂ′，１ｃ′の分だけ、タイヤハウス１１′が車室内の幅方向内側に突出してしまい、室内幅を狭めてしまっていたが、上述のように、本車両用フレーム構造では、サイドメンバ１の縦壁１ａの位置をほとんど変更せずに、フランジ部１ｂ，１ｃが外側に突出するように構成しているので、この分だけ、ダイヤハウス１１の車室内側への突出が抑制され、車室内の幅方向が拡大するのである。
【００２１】
また、タイヤハウス１１は、左右に１つずつ形成されるため、上述のように構成することで、サイドメンバ１の幅寸法×２の分だけ車室幅を拡大することができるのである。
また、図１に示すように、モータ４のハーネス４ａは、サイドメンバ１の開口内に配設されており、アクスル５よりも前方においてクランプ６（図２参照）によりサイドメンバ１に固定されている。そして、このようにハーネス４ａをサイドメンバ１の開口内に配索することにより、ハーネス４ａがサイドメンバ１に保護されて、安全性が高められるのである。
【００２２】
また、モータ４とサイドメンバ１の縦壁部１ａとの距離を略従来通り確保できるので、車輪が上下動してハーネス４ａ，ブレーキホース等の索状物が変形しても、これらの索状物には無理な力が生じることがなく、耐久性も従来通り確保することができる。
なお、このような車両用フレーム構造では、サイドメンバ１の縦壁部１ａの位置が従来のサイドメンバの縦壁部と略同じ位置に設定されるので、曲げや捩じりに対する剛性もほとんど変化しない（つまり、断面特性が変化しない）。
【００２３】
上述したように、本発明の一実施形態としての車両用フレーム構造によれば、サイドメンバ１を車両外側に開口させるという簡素な構成で、タイヤハウス１１の車室内幅方向への突出量を低減することができ、車室内のフロア１０を拡大することができるという利点がある。また、これにより、室内の利便性が大幅に向上する。
【００２４】
また、サイドメンバ１の開口内にハーネス４ａを配索することにより、ハーネス４ａをサイドメンバ１により保護することができる利点がある。また、ハーネス４ａと縦壁１ａとの位置関係は従来のものとほとんど変わらないので、サスペンション作動時のサイドメンバ１とハーネス４ａとのクリアランスも十分確保することができるのである。
【００２５】
ところで、本発明の車両用フレーム構造は、上述したような低床車両に適用した場合に特に有効である。つまり、低床車両では、スロープ等を設けることにより、車椅子のままでも乗降が可能となるが、本車両用フレーム構造を適用することにより車室内におけるタイヤハウス１１の幅方向の突出量を低減できるので、車椅子のままで車室内を容易に移動できるようになるのである。
【００２６】
また、フロア１０の平坦部分が増えるので、荷物の積載性も向上し、使い勝手が向上するという利点もある。さらに、本発明の車両用フレーム構造では、新たな部品等を追加する必要もないので、コストや重量の上昇を招くこともなく、極めて有用性が高いと言える。
なお、上述では、本発明の車両用フレーム構造を低床車両に適用した場合について説明したが、本車両用フレーム構造はこのような低床車両にのみ限定されるものではなく、車長方向にメンバ（フレーム）をそなえた車両に広く適用することができる。
【００２７】
また、上述の実施形態では、本発明を駆動力源としてモータを用いた電気自動車に適用した場合について説明したが、本車両用フレーム構造は、このような電気自動車にのみ適用されるものではなく、エンジンにより駆動力を得るような車両にも広く適用することができる。この場合には、サイドメンバの開口にはハーネス４ａは配設されないが、例えばブレーキホース等の索状物が配索される。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明の車両用フレーム構造によれば、断面形状が略コ字状のサイドメンバを、車両の外側に開口するように配設することにより、従来と同様の剛性を確保しながら、実質的にサイドメンバを車両外側方向にずらして配設することができる。これにより、サイドメンバによって形成されるタイヤハウスの車室内への突出量を低減することができ、室内を拡大することができる。
【００２９】
また、車輪内からサイドメンバの開口内に配索された索状物を保護することができ、さらに、サイドメンバと索状物との干渉を回避しながら実質的にサイドメンバを車両外側方向にずらして配設することができるという利点もある。
また、ホイール内に配設されたホイールインモータにより車輪が駆動されるように構成することにより、車両の低床化が容易となる。また、ホイールインモータに接続されたハーネスをサイドメンバの開口内に配索することにより、ハーネスを保護することができるとともに、サイドメンバとハーネスとの干渉を回避することができる。
また、請求項２記載の本発明の車両用フレーム構造によれば、車両を、床面を通常よりも低く設定した低床車両とすることで、車室内への荷物積載性や使い勝手を向上させることができる。
また、請求項３記載の本発明の車両用フレーム構造によれば、車輪内からサイドメンバに沿って配索された索状物としてのブレーキホースを確実に保護することができるとともに、サイドメンバとブレーキホースとの干渉を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての車両用フレーム構造における要部構成を示す模式的な断面図であって図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図２】本発明の一実施形態としての車両用フレーム構造における要部構成を示す模式的な側面図である。
【図３】本発明の一実施形態としての車両用フレーム構造における要部構成を示す模式的な上面図である。
【図４】一般的な低床車両を説明するための部分的な斜視図である。
【図５】従来の車両用フレーム構造の一例を示す模式的な側面図である。
【図６】従来の車両用フレーム構造の一例を示す模式的な側面図である。
【符号の説明】
１サイドメンバ
１ａ縦壁
１ｂ，１ｃフランジ
２タイヤ
３ホイール
４ホイールインモータ
４ａハーネス（索状物）
５アクスル
１０床面（フロア）
１１タイヤハウス
１５車体

Claims

車両の車長方向に延在するサイドメンバと、該サイドメンバよりも車両外側に配設された車輪と、該車輪内から該サイドメンバに沿って配索された索状物と、をそなえた車両用フレーム構造において、
該サイドメンバが、略コ字状の断面形状に形成され、該車両の外側に開口するように配設されるとともに、少なくとも該車輪に対向する位置において該サイドメンバの開口内に該索状物が配索されるように構成され、
該車輪が、該車輪のホイール内に配設されたホイールインモータにより駆動されるとともに、該索状物が該ホイールインモータに接続されたハーネスである
ことを特徴とする、車両用フレーム構造。
該車両が、床面を通常よりも低く設定した低床車両であることを特徴とする、請求項１記載の車両用フレーム構造。
車両の車長方向に延在するサイドメンバと、該サイドメンバよりも車両外側に配設された車輪と、該車輪内から該サイドメンバに沿って配索されたブレーキホースと、をそなえた車両用フレーム構造において、
該サイドメンバが、略コ字状の断面形状に形成され、該車輪に対向する位置において該車両の外側に開口するように配設されるとともに、該車輪に対向する位置において該サイドメンバの開口内に該ブレーキホースが配索されるように構成されている
ことを特徴とする、車両用フレーム構造。