JP5548409B2 - 車両のフレーム構造 - Google Patents
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Description
車両の前方から衝撃力が入力されたときに、フロントバンパー下部取付部の剛性は、フロントバンパー支持パイプの剛性よりも小さくしたので、フロントバンパーに衝撃力がかかったときに、先ず、フロントバンパー下部取付部が外れ、フロントバンパ支持パイプの軸方向に衝撃力を伝達させることができる。そして、フロントバンパ支持パイプがその軸方向に潰れるようにすることで、所定の衝撃力を吸収させることができる。
中央ロアフレームから入力された衝撃力の一部は、補強部材を経由して第2ロアクロスフレームへ分散して伝達される。このため、車体フレームの剛性を効果的に高めることが可能になる。
この点、本発明では、タイロッドと上部サスペンションアームとが、車両正面視で、重なるように配置されているので、前輪のトーインの変化を抑えることが可能になる。
先ず、車体フレーム11の全体構造について説明する。
図1において、本発明の車両10に備えられている車体フレーム11は、前輪12を懸架するフロントフレーム部13と、このフロントフレーム部13の後方に設けられ乗員が着座する座席14を備え居住空間を形成するセンターフレーム部15と、このセンターフレーム部15の後方に設けられエンジン16および後輪17を懸架するリヤフレーム部18と、からなる。
車両のフレーム11(車体フレーム11)は、車両長手方向にフロントロアフレーム21が延設され、このフロントロアフレームの後端部22から後方へ中央ロアフレーム23が延設され、この中央ロアフレームの後端部24から後方へリヤロアフレーム25が延設され、フロントロアフレームの前端部26に連結され、上方に一旦延びた後湾曲し車両長手方向に向けてフロントアッパーフレーム28が延設されている。
フロントアッパーフレームの上方立ち上がり部31に、フロントサブパイプ34の前端が連結され、フロントサブパイプ34は車両長手方向に延設されている。フロントサブパイプ34は、前輪サスペンションアーム取付部35を有する部材である。
フロントサブパイプ34の前端に、フロントバンパー41が配置されている。フロントバンパー41の詳細は後述する。
なお、第1ロアクロスフレーム43と第2ロアクロスフレーム44の間に、運転者Dが着座する運転者席57が配置されている。
図3において、フロントサブパイプ34L、34Rの前端で、車両幅方向に第1フロントクロスパイプ45が延び、フロントサブパイプ34L、34Rの後端で、車両幅方向に第2フロントクロスパイプ46が延びている。第2フロントクロスパイプ46と左のフロントロアフレーム21Lの間に、左のフロントサブ起立パイプ50Lが掛け渡され、第2フロントクロスパイプ46と右のフロントロアフレーム21Rの間に、右のフロントサブ起立パイプ50Rが掛け渡されている。
車体の前端部に、フロントバンパー41が取り付けられ、このフロントバンパー41から車両後方に左右一対のフロントバンパー支持パイプ105L、105Rが延びており、これらの左右一対のフロントバンパー支持パイプ105L、105Rは、左右一対のフロントアッパーフレーム28L、28Rに連結され、左右一対のフロントバンパー支持パイプ105L、105Rの後端部は、左右一対のフロントサブパイプ34L、34Rと左右一対のフロントアッパーフレーム28L、28Rとの連結部113L、113Rに接続されフロントバンパー41の下方に、左右一対のフロントロアフレーム21L、21Rによって支持され、フロントバンパー41とフロントバンパー支持パイプ105L、105Rをともに支持するフロントバンパー下部取付部111が設けられ、フロントバンパ支持パイプ105L、105Rは、車両の長手方向で複数のねじ109を介して車体に締結されている。
図4において、フロントロアフレーム21L、21Rの中間部からリヤロアフレーム25L、25Rの中間部にかけて、車両幅方向外方に、次いで、車両長手方向に、最後に、車両幅方向内方に、サイドフレーム51L、51Rが延びており、これらのサイドフレーム51L、51Rの前部から上方に第1起立フレーム53L、53Rが上方に延び、上端部がフロントアッパーフレーム28L、28Rに連結されている。
リヤロアフレーム25L、25Rに、且つ、前から後に、第2起立フレーム62、62、第3起立フレーム63、63および第4起立フレーム64、64がこの順に立設され、これらの第2〜第4起立フレーム62〜64、62〜64の上端に、複数の部材からなるリヤトップフレーム65が取り付けられている。
図2に戻って、車体フレーム11は、フロントフレーム部13とセンターフレーム部15とリヤフレーム部18との3つの部分からなり、フロントフレーム部13に、前輪12、12を駆動するフロント最終減速機71が取り付けられ、センターフレーム部15に、乗員が着座する座席14としての運転席57と助手席58とが、車両の幅方向に並列に取り付けられ、リヤフレーム部18に、エンジン16および後輪17、17の駆動系としてのリヤ最終減速機72が取り付けられている。
車体幅方向中心線上に、フロント最終減速機71へエンジン16の駆動力を伝達するプロペラシャフト73が配置されている。74はチェンジユニットである。
また、左サブクロスフレーム96と第2ロアクロスフレーム44の間で、車両長手方向に、第2のサブフレーム98bが掛け渡され、右サブクロスフレーム97と第2ロアクロスフレーム44の間で、車両長手方向に、第2のサブフレーム99bが掛け渡されている。
なお、本実施例において、センターフレームの後端部49は、第2ロアクロスフレーム44に連結されているが、第2フロントクロスパイプ46の後方に設けられているフレームに連結されていればどのフレームであっても差し支えない。例えば、第2フロントクロスパイプ46の後方で車両幅方向にクロスパイプを渡し、このクロスパイプに連結するものでも良い。
以下、センターフレーム部15にロールバー54L、54Rを取り付け、リヤフレーム部18に、複数の部材からなるリヤトップフレーム65を取り付けてなる車体フレームの構造について説明する。
フロントアッパーフレーム28L、28Rの後端部に、車両幅方向に延びており角形断面を呈する第1アッパークロスフレーム121が連結されている。
フロントバンパー支持パイプ105L、105Rの剛性は、円形断面を呈するフロントサブパイプ34の剛性よりも低く、このフロントサブパイプ34の剛性は、角形断面を呈するセンターフレーム48の剛性よりも低くした。
円形断面を呈するフロントロアフレーム21の剛性は、角形断面を呈する中央ロアフレーム23L、23Rの剛性よりも小さくした。
加えて、センターフレームの後端部49は、第2ロアクロスフレーム44に連結されている。衝撃力を受けたときに、第2ロアクロスフレーム44が撓むことでセンターフレーム48から伝達された衝撃力を吸収させることができる。
図6において、運転席57と助手席58の間に、センターフレーム48とプロペラシャフト73を収納するセンターコンソール122が配置されている。センターフレーム48とプロペラシャフト73は、センターコンソール122に収納されているので、車室内の居住性を高めるとともに、車室内の外観性を高めることができる。
図7(a)において、車両の前端部に設けられているフロントバンパー41が障害物Bに接触する前の状態が示されている。フロントバンパー下部取付部111の剛性は、フロントバンパー支持パイプ105の剛性よりも小さく構成されている。
フロントバンパー下部取付部が外れた後、フロントバンパ支持パイプ105の軸方向に衝撃力を伝達される。フロントバンパ支持パイプ105が軸方向に潰れる。上記メカニズムにより、所定の衝撃力を吸収させるようにした。
図2を併せて参照して、センターフレーム48は、左右一対のフロントサブパイプ34L、34Rと第2フロントクロスパイプ46との連結部114L、114Rよりも内側位置に配置されている。
図9において、フロントロアフレーム21Lとフロントサブパイプ34Lの間に、フロントサブ起立パイプ50Lが設けられ、車両側面視で、フロント最終減速機71とステアリング軸131の回転を車両幅方向の往復運動に変換するステアリングボックス132とを囲うように、フロントロアフレーム21L、フロントアッパーフレーム28L、フロントサブパイプ34Lおよびフロントサブ起立パイプ50Lが配置され、車両側面視で、フロント最終減速機71の下方にフロントロアフレーム21Lが配置され、フロント最終減速機の入力部133の上部に設けられている凹部134に接近して配置されているステアリングボックス132の上方に、フロントサブパイプ34Lが配置されている。
この点、本発明では、タイロッド137L、137Rと上部サスペンションアーム138L、138Rとが、車両正面視で、重なるように配置されているので、前輪12のトーインの変化を抑えることが可能になる。
請求項1では、車体側面視で、フロントバンパー支持パイプ、フロントサブパイプおよびセンターフレームは、一直線上に延びていなくても差し支えない。
請求項2では、フロントサブパイプの剛性は、センターフレームの剛性と同等またはそれ以上の剛性にすることは差し支えない。
Claims (10)
- 車体フレーム(11)に、車体の下部で車両長手方向に延びる左右一対のフロントロアフレーム(21L、21R)と、これらのフロントロアフレーム(21L、21R)の前端に連結され上方に一旦延びた後湾曲し車両長手方向に延びる左右一対のフロントアッパーフレーム(28L、28R)と、これらのフロントアッパーフレーム(28L、28R)に連結され車両長手方向に延び前輪サスペンションアーム取付部(35L、35R)を有する左右一対のフロントサブパイプ(34L、34R)と、これらのフロントサブパイプ(34L、34R)前部間を連結する第1フロントクロスパイプ(45)と、前記フロントサブパイプ(34L、34R)後部間を連結する第2フロントクロスパイプ(46)と、が備えられている車両のフレーム構造において、
前記車体フレーム(11)の略中心に、車両長手方向に延び、前端部が前記第2フロントクロスパイプ(46)に連結され、後端部が前記第2フロントクロスパイプ(46)より後方に設けられている前記車体フレーム(11)に連結されるセンターフレーム(48)が備えられ、
このセンターフレーム(48)は、車両側面視で、前記左右一対のフロントサブパイプ(34L、34R)と略一直線上に延びており、車両平面視で、前記センターフレーム(48)の前端部は、前記左右一対のフロントサブパイプ(34L、34R)と前記第2フロントクロスパイプ(46)との連結部よりも内側位置で前記第2フロントクロスパイプ(46)に連結され、
前記車体フレーム(11)は、前輪(12)の駆動系を支持するフロントフレーム部(13)と、このフロントフレーム部(13)の後方に設けられ乗員の居住空間をなすセンターフレーム部(15)と、このセンターフレーム部(15)の後方に設けられエンジン(16)が取り付けられるとともに後輪(17)の駆動系を支持するリヤフレーム部(18)と、からなり、
前記センターフレーム部(15)に、乗員が着座する運転席と助手席とが、車両の幅方向に並列に取り付けられ、
前記フロントフレーム部(13)に、前記前輪(12)を駆動するフロント最終減速機(71)が取り付けられ、
車体幅方向略中央部に、前記フロント最終減速機(71)へ前記エンジン(16)の駆動力を伝達するプロペラシャフト(73)が配置され、
前記センターフレーム(48)は、前記プロペラシャフト(73)から左右いずれか一方にオフセット配置され、車両側面視で、前記センターフレーム(48)と前記プロペラシャフト(73)とが重なっており、
前記センターフレーム部(15)の下部に、車両長手方向に延びている左右一対の中央ロアフレーム(23L、23R)が設けられ、
前記リヤフレーム部(18)の下部に、車両長手方向に延びている左右一対のリヤロアフレーム(25L、25R)が設けられ、
前記フロントロアフレーム(21L、21R)と前記中央ロアフレーム(23L、23R)の間に、車両幅方向に延びている第1ロアクロスフレーム(43)が設けられ、車両平面視で、前記フロントロアフレーム(21L、21R)と前記中央ロアフレーム(23L、23R)とは一直線上に延びており、
前記中央ロアフレーム(23L、23R)と前記リヤロアフレーム(25L、25R)の間に、車両幅方向に延びている第2ロアクロスフレーム(44)が設けられ、前記リヤロアフレーム(25L、25R)は、前記中央ロアフレーム(23L、23R)より車両幅方向外側に設けられ、
前記車体の前から後へ、一旦、上方に湾曲した後、下方に湾曲しているサイドフレーム(51L、51R)が設けられ、このサイドフレーム(51L、51R)は、前端部が前記フロントロアフレーム(21L、21R)に連結され、車両外方で、長手方向後方に延び、途中、前記前記第1ロアクロスフレーム(43)の端部および前記第2ロアクロスフレーム(44)の端部にこの順で連結され、後端部が前記リヤロアフレーム(25L、25R)に連結され、
前記センターフレーム(48)は、直線状に形成されると共に、車両後方に向け斜め下方へ傾斜するように延びており、
前記センターフレーム(48)の後端部は、前記左右一対の中央ロアフレーム(23L、23R)よりも内側位置で前記第2ロアクロスフレーム(44)に連結され、
前記フロントロアフレーム(21L、21R)と前記フロントサブパイプ(34L、34R)の間に、フロントサブ起立パイプ(50L、50R)が設けられ、
車両側面視で、前記フロント最終減速機(71)とステアリング軸(131)の回転を車両幅方向の往復運動に変換するステアリングボックス(132)とを囲うように、前記フロントロアフレーム(21L、21R)、前記フロントアッパーフレーム(28L、28R)、前記フロントサブパイプ(34L、34R)および前記フロントサブ起立パイプ(50L、50R)が配置され、
車両側面視で、前記フロント最終減速機(71)の下方に前記フロントロアフレーム(21L、21R)が配置され、前記フロント最終減速機(71)の入力部の上部に設けられている凹部に接近して配置されている前記ステアリングボックス(132)の上方に、前記フロントサブパイプ(34L、34R)が配置されていることを特徴とする車両のフレーム構造。 - 前記車体の前端部に、フロントバンパー(41)が取り付けられ、このフロントバンパー(41)から車両後方に左右一対のフロントバンパー支持パイプ(105L、105R)が延びており、これらの左右一対のフロントバンパー支持パイプ(105L、105R)は、前記左右一対のフロントアッパーフレーム(28L、28R)に連結され、
前記左右一対のフロントバンパー支持パイプ(105L、105R)の後端部は、前記左右一対のフロントサブパイプ(34L、34R)と前記左右一対のフロントアッパーフレーム(28L、28R)との連結部に接続され、
車両側面視で、前記フロントバンパー支持パイプ(105L、105R)、前記フロントサブパイプ(34L、34R)および前記センターフレーム(48)は、一直線上に延びていることを特徴とする請求項1記載の車両のフレーム構造。 - 前記フロントバンパー支持パイプ(105L、105R)の剛性は、円形断面を呈する前記フロントサブパイプ(34L、34R)の剛性よりも低く、このフロントサブパイプ(34L、34R)の剛性は、角形断面を呈する前記センターフレーム(48)の剛性よりも低くしたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の車両のフレーム構造。
- 前記運転席と前記助手席の間に、前記センターフレーム(48)と前記プロペラシャフト(73)を収納するセンターコンソール(122)が配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の車両のフレーム構造。
- 円形断面を呈する前記フロントロアフレーム(21L、21R)の剛性は、角形断面を呈する前記中央ロアフレーム(23L、23R)の剛性よりも小さくしたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の車両のフレーム構造。
- 前記フロントバンパー(41)の下方に、前記左右一対のフロントロアフレーム(21L、21R)によって支持され、前記フロントバンパー(41)と前記フロントバンパー支持パイプ(105L、105R)をともに支持するフロントバンパー下部取付部(111)が設けられ、
前記フロントバンパー下部取付部(111)の剛性は、前記フロントバンパー支持パイプ(105L、105R)の剛性よりも小さいことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の車両のフレーム構造。 - 前記フロントバンパー支持パイプ(105L、105R)は、車両の長手方向でねじ(109)を介して前記車体に締結されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載の車両のフレーム構造。
- 前記フロントアッパーフレーム(28L、28R)の後端部に、車両幅方向に延びており角形断面を呈する第1アッパークロスフレーム(121)が連結され、この第1アッパークロスフレーム(121)の剛性は、前記フロントアッパーフレーム(28L、28R)の剛性よりも大きいことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載の車両のフレーム構造。
- 前記中央ロアフレーム(23L、23R)と前記第2ロアクロスフレーム(44)の間に補強部材(91L、91R)が掛け渡されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項記載の車両のフレーム構造。
- 前記ステアリングボックス(132)から前記前輪(12)へ延ばされているタイロッドと、前記フロントサブパイプ(34L、34R)から前記前輪(12)に延ばされている上部サスペンションアーム(138L、138R)とが、車両正面視で、重なるように配置され、
前記フロントサブパイプ(34L、34R)から下方へ前輪サスペンションアーム取付部(35L、35R)の構成部材としてのアームブラケット(141L、141R)を延ばし、このアームブラケット(141L、141R)に、前記上部サスペンションアーム(138L、138R)、上部サスペンションアーム(138L、138R)の基部を連結するようにしたことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項記載の車両のフレーム構造。
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